碳氮共渗的介绍

碳氮共渗的分类：

1)碳氮共渗根据使用介质的物理状况不同，可以分为气体碳氮共渗，液体碳氮共渗、固体碳氮共渗3类。

2)根据共渗温度的不同，又可分为低温(500℃～600℃)，中温(700℃～800℃)和高温(900℃～950℃)碳氮共渗3种。其中低温碳氮共渗即目前广泛应用的软氮化法，其表层主要以渗氮为主，用以提高模具零件的表面耐磨性和抗咬合性中温碳氮共渗，其目的与渗碳相似，主要是提高模具零件的表面硬度，它与渗碳相比，将使零件具有更好的耐磨性和抗疲劳性能高温碳氮共渗，以渗碳为主。在我国热处理厂家中以中温气体碳氮共渗和低温氮碳共渗应用较广。

中温气体碳氮共渗：

中温气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。目前在热处理生产中常用的方法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油，使其热分解出渗碳气体，同时向炉中通入氨气。在共渗温度下，煤气与氨气除了单独进行渗碳和渗氮的作用外，它们相互之间还可发生化学反应产生活性碳、氮原子。

此外，有的工厂采用渗碳富化气(甲烷、丙烷、城市煤气等)加氨、三乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素等作为共渗剂。

碳氮共渗温度随钢种而异，一般在820℃～870℃范围内选择。碳氮共渗时间取决于渗层浓度、共渗温度、共渗介质及钢的化学成分。

低温氮碳共渗：

氮碳共渗(软氮化)是在含有活性碳、氮原子的介质中同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的低温碳氮共渗工艺。

1)气体软氮化的工艺参数是软氮化温度和时间以及渗入介质的活性和加入量，同样是根据模具的技术要求来选择。目前，热处理厂气体软氮化的介质主要是：50%氨气+50%吸热型气体。

2)软氮化的温度通常为530℃～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大溶解度。对于高速钢和高铬模具钢，为保持工件的整体强度和红硬性，软氮化温度不能超过其回火温度。

3)软氮化时间为1～6h范围。软氮化后的工件一般采用快冷(油冷)。快冷不仅使氮化件表面色泽好，而且能进一步提高零件的疲劳强度。对变形要求小的工件，软氮化后应当缓冷。

4)氮碳共渗赋予工件耐磨损、耐疲劳、抗咬合和擦伤的性能，以及处理时间短、温度低、变形小的特点，而且不受钢种限制，适用于碳素钢、合金钢、铸铁及粉末冶金等材料。现已普遍地用于对模具、量具、刃具以及耐磨零件进行的化学热处理，并获得良好的效果。

碳氮共渗的主要特点：

1)气体碳氮共渗的力学性能兼顾于渗碳层和渗氮层的优点。与渗碳层相比表面硬度更高、耐磨性好，同时还具有一定的抗蚀性，以及由于共渗层存在残留压应力而提高了钢的疲劳极限：与渗氮相比，共渗层深度深，表面脆性小。

2)由于氮的渗入提高了渗层的淬透性，共渗后可用渗碳温度较低及较缓冷却介质淬火，减少了模具的变形，而且奥氏体晶粒比渗碳细，提高了模具零件的心部韧性。

3)气体碳氮共渗速度大于单独渗碳或单独渗氮的速度，缩短了生产周期。

4)碳氮共渗适用于基体具有良好韧性，而表面硬度高、耐磨性好的模具零件，如塑料模及冲裁模中的凸模及凹模等零件。

碳氮共渗：向钢件表面同时渗入碳、氮的化学表面热处理工艺。以渗碳为主，渗入少量氮。因碳氮共渗工艺早期采用过氰盐或含氰气氛作为渗剂，故又称“氰化”。按共渗介质状态分为气体、液体及固体3类。固体和液体碳氮共渗已很少使用。气体碳氮共渗法不用氰盐，容易控制表面质量，可实现机械化、自动化，应用较广泛。与渗碳相比，具有较快的渗入速度，较高的渗层的淬透性和回火抗力，耐磨性和抗疲劳性能好等优点，处理温度较低，常用来代替渗碳处理。

碳氮共渗工艺原理：

碳氮共渗是以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺。它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。

应用较广泛的只有气体法和盐浴法。气体碳氮共渗介质是渗碳剂和渗氮剂的混合气，例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨；吸热或放热型气体中酌加高碳势富化气并通氨；三乙醇胺或溶入尿素的醇连续滴注。[C]、[N]原子的产生机制除与渗碳、渗氮相同外，还有共渗剂之间的合成和分解：

CO+NH3===HCN+H2O

CH4+NH3===HCN+3H2

2HCN===2[C]+2[N]+H2

碳氮共渗并淬火、回火后的组织为含氮马氏体、碳氮化合物和残余奥氏体。深0.6～1.0mm的碳氮共渗层的强度、耐磨性与深1.0～1.5mm的渗碳层相当。为减少变形，中等载荷齿轮等可用低于870℃的碳氮共渗代替930℃进行的渗碳。

随着稀土催渗(碳稀土共渗)和可部分取代浅层渗碳与碳氮共渗的氮碳共渗或硫氮碳共渗的推广，碳氮共渗的应用面有变窄趋势。

碳氮共渗是在模具零件表层同时渗入碳、氮的热处理过程。与单一渗碳相比，碳氮共渗有许多特点，如碳氮共渗温度较渗碳温度低，因而渗碳过程中奥氏体晶粒较细小，共渗后一般可直接淬火。因此简化了生产工序，节约了能源，并减少了模具零件的变形。

有区别，碳氮共渗又叫氰化，氮碳共渗又叫软氮化！1．前者热处理温度830左右；后者540左右。2．都是油冷3．它们的性能也差不多，表硬里韧，可承受中等冲击，耐磨和一定腐蚀。4．适合材料，前者低中碳钢及其合金钢，后者中高碳钢及其合金钢

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