氮化處理

氣體氮化是一種將金屬材料表面置於氨氣氣氛下進行高溫處理的技術,其原理基於熱力學和化學反應的概念,主要包括以下幾個面向:

  1. 氮化過程中,金屬材料表面與氮氣發生反應,形成氮化物層。氮氣分子進入材料表面,並與表面的金屬原子反應,生成穩定的金屬氮化物。
  2. 氮化過程中需要高溫,通常在500-600°C之間進行。這樣可以使得金屬原子具有足夠的動能,從而促進與氮氣分子的反應,同時也可以保證反應達到足夠的速率和程度。
  3. 不同的氮化方法會影響氮化層的厚度和結構,從而影響氮化層的性能。例如,在氨氣氣氛中進行氮化,可以形成較為均勻的氮化層,但是在離子氮化中,由於離子束可以精確控制,因此可以形成更加均勻、致密的氮化層。
  4. 氮化層可以提高金屬材料的硬度、耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性等性能,同時也可以改善材料的表面粗糙度和摩擦性能,提高材料的耐用度和使用性能。

材質對應氮化層硬度

鋼種

代號

表面硬度(HV

碳鋼

S45C、S50C

450~600

碳素工具鋼

SK2、SK5

450~500

構造用合金鋼

SCM415
SCM440
SNCM220
SNCM439

600~850
600~850
550~750
550~750

渗氮用鋼

SACM645

700~850

軸𠄘鋼

SUJ2

500~600

冷作模具鋼

SKD11、D2、1.2379

1000~1300

熱作模具鋼

SKD61、H13、1.2344

10001300

高速鋼

SKH51、M2、1.3343

1100~1400