為了縮短氮化周期,并使氮化工藝不受鋼種的限制,近年來(lái)在原氮化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展了軟氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。軟氮化實(shí)質(zhì)上是以滲氮為主的低溫氮碳共滲,鋼的氮原子滲入的同時(shí),還有少量的碳原子滲入,處理的結(jié)果與一般氣體氮化相比,滲層硬度較氮化低,脆性較小,故稱為軟氮化。

軟氮化方法有:氣體軟氮化、液體軟氮化及固體軟氮化3大類。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是氣體軟氮化。氣體軟氮化是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進(jìn)行低溫氮、碳共滲,常用的共滲介質(zhì)有尿素、甲酰胺、氨氣和三乙醇胺,它們?cè)谲浀瘻囟认掳l(fā)生熱分解反應(yīng),產(chǎn)生活性氮、碳原子。 活性氮、碳原子被工件表面吸收,通過(guò)擴(kuò)散滲入工件表層,從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體軟氮化溫度常在560~570 ℃,因?yàn)樵摐囟认碌瘜佑捕戎底罡摺５瘯r(shí)間常為2~3 h,因為超過(guò)3 h,隨時(shí)間延長(zhǎng),氮化層深度增加很慢。軟氮化層組織:鋼經(jīng)軟氮化后,表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白亮層,由 ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3( C, N)所組成,次層為擴(kuò)散層,主要由 γ`相和 ε相組成。軟氮化具有以下特點(diǎn):

( 1)處理溫度低,時(shí)間短,工件變形小;

( 2)不受鋼種限制,碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進(jìn)行處理;

( 3)工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān);

( 4)能顯著地提高工件的疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性,在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能;

( 5)由于不存在脆性 ξ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。

軟氮化巳廣泛應(yīng)用于模具、量具、刀具(如:高速鋼刀具)等、曲軸、齒輪、氣缸套、機(jī)械結(jié)構(gòu)件等耐磨工件的處理。