目前，在線亞洲日產一區二區:不銹鋼滲氮的方法較多，如氣體滲氮、離子滲氮、高頻滲氨、鹽浴滲氮、固體滲氨、真空脈沖滲氮等。其中，氣體滲氮和離子滲氮是較常用的滲氮方法。
1. 氣(qi)體滲氮(dan)
氣(qi)體滲(shen)氨就是將工件放(fang)人(ren)密(mi)閉(bi)的加(jia)熱爐內，通入一(yi)定壓力的含氨氣(qi)體（如氨氣(qi)等），保持(chi)一(yi)定時間，從而完成(cheng)滲(shen)氮的工藝方法。
氣體(ti)滲(shen)(shen)(shen)氮溫(wen)(wen)度一(yi)般(ban)在480~570℃之間。滲(shen)(shen)(shen)氮溫(wen)(wen)度越(yue)(yue)(yue)高。擴散速度越(yue)(yue)(yue)快(kuai)，滲(shen)(shen)(shen)層越(yue)(yue)(yue)深(shen)。但(dan)滲(shen)(shen)(shen)氨溫(wen)(wen)度超(chao)過(guo)550℃時，合金氮化物發生集(ji)聚(ju)長大而(er)使滲(shen)(shen)(shen)層硬度下降。一(yi)般(ban)情況下，不(bu)銹鋼滲(shen)(shen)(shen)氨溫(wen)(wen)度都(dou)不(bu)太高。
保溫(wen)時(shi)間主要決(jue)定(ding)于滲氨深度。保溫(wen)時(shi)間越長(chang)，滲氮層深度越厚(hou)。但保溫(wen)時(shi)間太長(chang)，會(hui)因合金氮化(hua)物集(ji)聚長(chang)大(da)而(er)使(shi)硬(ying)度有(you)下降(jiang)的趨勢。
氨(an)(an)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)對滲氮(dan)(dan)層(ceng)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)及性質有(you)明顯的(de)(de)(de)影響。氨(an)(an)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)與溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力、氨(an)(an)氣輸入速度(du)(du)等條件(jian)有(you)關，太高(gao)(gao)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)，不(bu)能被工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)物(wu)會以N2和H2形式(shi)存在(zai)，有(you)礙于(yu)滲氮(dan)(dan)效(xiao)(xiao)果，隨著氨(an)(an)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)的(de)(de)(de)降(jiang)低，工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)量逐漸增加(jia)到最大值，直至氨(an)(an)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)降(jiang)低到5%~10%時，分(fen)(fen)解(jie)物(wu)氮(dan)(dan)原子已滿足不(bu)了工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)，工件(jian)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)量呈(cheng)下降(jiang)趨勢，滲氮(dan)(dan)硬(ying)(ying)度(du)(du)降(jiang)低，也(ye)達(da)不(bu)到好的(de)(de)(de)滲氮(dan)(dan)效(xiao)(xiao)果。所(suo)以，在(zai)實(shi)際的(de)(de)(de)滲氮(dan)(dan)溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力條件(jian)下，氨(an)(an)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)一般控制(zhi)在(zai)15%~45%.不(bu)銹鋼(gang)中合金元素含(han)量高(gao)(gao)，阻礙氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)和擴(kuo)散，所(suo)以，不(bu)銹鋼(gang)滲氮(dan)(dan)時的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)應偏高(gao)(gao)，氨(an)(an)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)率(lv)也(ye)相應提高(gao)(gao)。
氣體滲(shen)氮(dan)根據要求(qiu)的不(bu)同，有一(yi)段(duan)滲(shen)氮(dan)，二段(duan)滲(shen)氮(dan)，三段(duan)滲(shen)氮(dan)等方法。
一(yi)段滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)是在(zai)同(tong)一(yi)溫度條件下(xia)（一(yi)般在(zai)480~530℃之間）保持較長(chang)時間，在(zai)保溫時間內，依據滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)溫度適當(dang)控制氨的分解率，完(wan)成滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)過程(cheng)。
二段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)是(shi)全部滲(shen)氮(dan)(dan)過程分兩(liang)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)完成。第一(yi)(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)的(de)(de)滲(shen)氮(dan)(dan)溫(wen)度(du)和氨(an)分解率相似于(yu)一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)工(gong)(gong)藝，目的(de)(de)是(shi)在工(gong)(gong)件表面形成高(gao)(gao)(gao)(gao)彌(mi)散度(du)的(de)(de)氮(dan)(dan)化物。第二階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)的(de)(de)滲(shen)氮(dan)(dan)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)于(yu)第一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)的(de)(de)滲(shen)氮(dan)(dan)溫(wen)度(du)（一(yi)(yi)般(ban)在550~600℃).氨(an)的(de)(de)分解率也高(gao)(gao)(gao)(gao)于(yu)第一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)滲(shen)氨(an)時(shi)的(de)(de)分解率，目的(de)(de)是(shi)促進氮(dan)(dan)在鋼(gang)中的(de)(de)擴(kuo)散，增(zeng)加滲(shen)氮(dan)(dan)層(ceng)深度(du)，保(bao)證自(zi)表面向(xiang)內層(ceng)的(de)(de)氮(dan)(dan)濃度(du)和硬度(du)變化趨于(yu)和緩。因第二段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)滲(shen)氨(an)溫(wen)度(du)稍高(gao)(gao)(gao)(gao)。所(suo)以，最(zui)終表面硬度(du)低于(yu)一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)滲(shen)氮(dan)(dan)的(de)(de)硬度(du)。
三段滲氮(dan)是在(zai)二段滲氮(dan)后，再(zai)加一段520℃左右保溫滲氮(dan)的過程(cheng)，目(mu)的是提(ti)高表(biao)面硬度。
不(bu)銹鋼常見的氣(qi)體滲(shen)氮工(gong)藝規范和(he)滲(shen)氮效(xiao)果見表7-2。
不銹(xiu)鋼氣體滲氮可能產生的缺陷及防止措(cuo)施(shi)和改進方(fang)法見表 7-3 。
2. 離子滲氮
離子滲氮就是將工件放在可形成真空的爐內，并通人含氮的氣體介質（一般通入氨氣），以工件為陰極，以爐壁為陽極（或另加輔助陽極），在陰－陽極之間加入高壓直流電源，在電場的作用下，氨氣被電離成氮、氫正離子，并快速沖向陰極（工件）在離子的轟擊下，工件被加熱到一定溫度。同時，氮離子從陰極奪取電子還原為氮原子，氮原子與工件表面被轟擊出的鐵原子結合，形成FeN沉積在工件表面上，在離子轟擊和熱激活作用下分解成Fe、Fe2N(ξ相）、Fe3N(ε相）、Fe4N(γ相）。隨著時間的延長，氮原子自工件表面向內擴散，完成離子滲氮過程。離子滲氮過程中，工件表面的反應原理見圖7-2, 2Cr13不銹鋼離子滲氮層見圖7-3, 0Cr18Ni9 不銹鋼與45鋼離子滲氮效果對比見圖7-4。
離(li)子(zi)滲氮(dan)對設備、介質、電參數、爐內壓力(li)等都有較嚴格的要求。
a. 離子(zi)滲氮(dan)設(she)備
離子滲氮設(she)備應滿足(zu)以(yi)下(xia)基本要求。
①. 設(she)(she)備應設(she)(she)置電壓、電流、溫(wen)度、真空(kong)度、氣(qi)體流量等指示儀表，有測溫(wen)裝置。
②. 供(gong)給設(she)備的整流輸出電壓應連續可調，在200V以上不產(chan)生突跳現象。
③. 設備有可靠的滅(mie)弧裝置。
④. 極限(xian)真(zhen)空度不低于7Pa,抽(chou)真(zhen)空時間不大于30min.
⑤. 在合(he)理的供氣流量(liang)下，應(ying)保證設備的工作真空度在70~1070Pa.
⑥. 升壓率不(bu)大于1.3×10-1Pa/min.
b. 滲氮介質
滲氮(dan)(dan)(dan)介質可(ke)采(cai)用氨氣或氮(dan)(dan)(dan)氫混合氣，要求其純度(du)高（純度(du)不(bu)低于(yu)99.9%)、含(han)水量小、成分穩(wen)定，進入滲氮(dan)(dan)(dan)爐前應干燥(zao)處理。
氣體供(gong)應量(liang)與(yu)設備功(gong)率、爐內(nei)空間、工件量(liang)等有關，100kW離子滲氮(dan)爐一(yi)般(ban)為0.3~0.5m3/h.
c. 電壓(ya)與電流
在滲氮保溫(wen)階(jie)段(duan)，極間電(dian)(dian)壓可在400~800V、電(dian)(dian)流可在25~50A范圍內(nei)調(diao)整。調(diao)整的(de)(de)依據應(ying)考慮工(gong)件(jian)(jian)大小、裝(zhuang)爐量、工(gong)件(jian)(jian)易變形程度及要求(qiu)的(de)(de)升溫(wen)速度等因素。
d. 滲氮氣壓
離子滲(shen)氮常用(yong)氣壓范(fan)圍(wei)為100~1000Pa,選(xuan)用(yong)壓力時應顧(gu)及溫度均勻性和防止輝光不(bu)均勻。
e. 離(li)子(zi)滲氮溫度和保溫時間(jian)
離子滲(shen)氮溫度和保溫時間根據工件材質及對滲(shen)層(ceng)深度的(de)要求來考慮。
不銹鋼離(li)子滲氮的(de)主要(yao)工藝規(gui)范及效(xiao)果見(jian)表7-4.
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)離(li)子滲(shen)氮(dan)常(chang)見缺陷及解決(jue)辦法(fa)見表7-5.
f. 離子(zi)滲(shen)氮件尺寸增量和變形
離(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)較氣體滲(shen)(shen)氨的(de)(de)(de)主要優點之一是變形(xing)(xing)小，但不(bu)是無變形(xing)(xing)，而一般情況下(xia)，經離(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)后的(de)(de)(de)滲(shen)(shen)氨表面不(bu)再加工（含磨削加工），所以(yi)(yi)，對(dui)尺(chi)寸(cun)精度要求嚴(yan)或極(ji)易(yi)變形(xing)(xing)的(de)(de)(de)工件(jian)（如薄(bo)壁環(huan)），應掌握離(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)氨時可(ke)能產生的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)增量(liang)和(he)變形(xing)(xing)規律，必要時，在滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)前(qian)的(de)(de)(de)精加工留量(liang)上予(yu)以(yi)(yi)合(he)理(li)考慮。表7-6提供的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)尺(chi)寸(cun)增量(liang)和(he)可(ke)能產生的(de)(de)(de)徑向變形(xing)(xing)結果(guo)供參考。
