离子渗氮工艺

严格说来，离子渗氮的工艺规范包括选材和确定工艺参数两个部分，只有根据渗氮零件的使用性能和要求选择恰当的材质和合理的工艺参数，才能达到离子渗氮的预期效果。

一种零件能否采用离子渗氮来进行表面强化，应根据该零件在实际使用条件下的服役状况而定。从理论上讲，几乎所有钢铁材料均可以实施离子氮化处理，但氮化后的实际使用效果确有着很大的差异。这一方面与材料的选择有关，另一方面还与该材料的前期机械加工和预先热处理有关。

离子渗氮的工艺过程主要包括渗氮前的预先热处理、工件清洗、装炉、打弧升温、保温、冷却降温及出炉等几个过程。以下逐一叙述。第五章 离子渗氮的工艺过程

一、渗氮前的预先热处理

为了..渗氮零件心部具有必要的力学性能（也称机械性能），消除加工过程中的内应力，减少渗氮变形，为获得良好的渗氮层组织性能提供必要的原始组织，并为机械加工提供条件，零件渗氮前必须进行不同的预先热处理。

1.氮化工艺参数对预先热处理工艺的要求

预先热处理中.后一道工序的加热温度至少要比渗氮温度高10℃（一般高20~40℃）。否则，零件在氮化过程中其心部组织及力学性能将发生变化，零件的变形量将无法控制。

2.常用的预先热处理工艺

常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火。

调质是结构钢常用的预先热处理工艺，调质的回火温度至少要比渗氮温度高10℃（一般高20~40℃）。回火温度越高，工件硬度越低，基体组织中的碳化物弥散度愈小，渗氮时氮原子易渗入，渗氮层厚度也愈厚，但渗层硬度也愈低。因此，回火温度应根据对基体性能和渗层性能的要求综合确定。调质后理想的组织是细

小均匀分布的索氏体组织，不允许存在粗大的索氏体组织，也不允许有较多的游离铁素体存在。

调质引起的脱碳对渗层脆性和硬度影响很大，所以调质前的工件应留有足够的加工余量，以..机械加工时能将脱碳层全部切除。对渗氮后要求变形很小的工件，在精加工前（如精磨）还应进行一次或多次稳定化处理，处理温度应低于调质温度而高于渗氮温度。

调质后，若工件的硬度或金相组织不合格，允许返工。

工、模具钢渗氮前的预先热处理一般采用淬火+回火处理。

不锈钢渗氮前的预先热处理一般采用淬火+回火，目的是为了消除加工应力和改善组织。对硬度要求不高的工件可采用退火处理。奥氏体不锈钢通常采用固溶处理。

正火预先热处理只适用于对心部强度和韧性要求不高的渗氮件，正火时冷却速度不宜过慢。尺寸较大的零件不宜采用正火处理，因正火时过慢的冷却速度会产生粗大组织，渗氮后表面硬度低且不均匀。正火后不合格的工件允许返工。

球铁的预先热处理多采用正火处理。

退火处理在钛合金中运用较多，结构钢中极少采用退火处理。38CrMoAl钢不允许采用退火处理，否则渗层组织结构中易出现针壮氮化物。

对于经过变形（如冲压、锻造、机加工等）的零件，应进行去应力退火处理，以减小渗氮变形。

还需要说明的是，细小的原始组织比粗大的原始组织渗氮后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度，因此，正火时冷却速度不易过慢，调质时回火温度不应过高，保温时间不应太长。截面尺寸大的零件不易用正火态，而应调质处理。

总之，采用何种预先热处理工艺，应依据工件的使用性能综合确定。