氮化质量控制---朱晓红

氮化质量控制
氮化处理是将氮原子渗入钢铁零件的表面，从而改变钢的表面成分，提高了表面硬度，耐磨、抗蚀性和疲劳强度等性能。氮化处理的主要优点是处理温度比较低，一般为500～570℃之间，因而工件的变形也较小。但氮化处理周期较长，某些钢种在氮化后表面的脆性较大，因而在一定程度上限制了它的使用。
氮化适用于零件要求变形小、耐磨性和表面硬度较高的工件，从减少工时和节能的角度考虑，就不如软氮化和其他一些表面硬化处理了。
氮化时容易产生的质量问题和控制方法如下：
1、组织缺陷及控制
（1） 白亮层
氮化表面形成的ε和γ^，等铁的氮化物不易被浸蚀，而呈现白亮层，具有优良的抗腐蚀性能，白亮层容易剥落。白亮层可通过后续的磨削加工去除。
（2） 粗大脉状和网状氮化物
在氮化扩散层中，常会有白色脉状和网状分布的氮化物，一般是随着氮浓度的增高而响应地脉状变粗，甚至变成网状。
氮化时氮沿晶界扩散速度较大，在温度高、液氨中水份含量大，原始组织晶粒粗大，表面粗糙度大以及零件存在尖角等情况下，将促使渗层出现粗大脉状和网状氮化物。这种组织严重影响了氮化质量，降低耐磨性和疲劳强度，使脆性增加，渗层易剥落。因此，氮化时要注意以下问题：
①不允许零件上有尖角，氮化件表面不能太粗糙，尽可能提高零件表面的光洁度；
②氮化件一定要调质处理，使晶粒尽量均匀细小。氮化前进行稳定化回火，以清除切削加工引起的内应力；
③严格控制炉气中的含水量，控制液氨的含水量；
④氮化温度不易过高，长时间高温氮化会加速粗大脉状和网状氮化物的形成。
（3） 鱼骨状氮化物
表面严重脱碳或原始组织中游离铁素体数量较多的情况下，会出现鱼骨状氮化物，见图1。应严格规范调质处理的工艺过程，防止脱碳，控制铁素体含量。在氮化过程中要经常检查炉子密封性，防止漏气和跑气。保证炉压平稳，分解率稳定，严格控制氨气含水量等。
图1. 氮化时因表面脱碳形成的鱼骨状氮化物（50X）