氮化热处理是一种化学热处理工艺,它利用氮原子在高温下与金属表面的元素发生化学反应,生成氮化物层,从而改变金属表面的物理和化学性质。
在高温和特定介质(如氮气或氮氢混合气)中,氮原子具有足够的能量穿透金属表面,与金属元素结合形成氮化物,这些氮化物通常具有很高的硬度和稳定性,能够有效保护金属基体不受外界环境的侵蚀。
氮化热处理的过程大致可以分为以下几个步骤:
预处理:对工件进行清洗、去油、除锈等处理,以确保工件表面干净无杂质。
装炉:将预处理后的工件装入氮化炉中,并密封炉盖。
排气:在加热前,需要排除炉内的空气,以防止氨气分解时与空气接触产生爆炸性气体,并防止工件及支架表面氧化。
加热与渗氮:将氮化炉加热至一定温度(通常在500~570℃之间)并保持一段时间,使氮原子充分渗入工件表层。在此过程中,氨气在加热条件下分解为氮原子和氢气,氮原子与金属元素反应生成氮化物。
冷却:渗氮完成后,关闭加热电源,使炉温逐渐降低至室温,在冷却过程中,氮化物层在金属表面稳定下来,形成一层坚硬的保护层。