硫氮共渗工艺及其在热处理中的应用

硫氮共渗与以下介绍的硫氮碳共渗是将渗硫与渗氮和氮碳共渗相结合的工艺。硫氮共渗和硫氮碳共渗的外层主要是渗硫层，摩擦因素小，抗咬合能力、抗擦伤能力强，耐磨性好；渗层的里层是硬度高的渗氮层或氮碳共渗层，起支撑作用，耐磨性好，因而具有渗硫层和渗氮层双重优点。

1.硫氮共渗及其与蒸汽处理相结合的复合处理

硫氮共渗及其复合处理的介质成分与工艺参数见表3-35。

表3-35 硫氮共渗及其复合处理介质与工艺参数

（续）

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经盐浴硫氮共渗的W6Mo5Cr4V2钢制链片冲头使用寿命成倍提高；3Cr2W8V钢制铝合金压铸模，比氮碳共渗的使用寿命提高3倍。硫氮共渗的突出优点是抗咬合、耐磨损、耐疲劳、耐腐蚀、处理时间短、设备简单、操作方便、盐浴毒性小，氰根含量为0.05%～0.10%，是低污染盐浴，但三废也必须处理，达标后方可排放。

气体硫氮共渗的介质是氨气和硫化氢气体。硫化氢是盐酸与硫化铁作用后通入炉内，大多选用530～560℃×1～3h共渗工艺，可得到厚度为0.02～0.03mm的渗层。经硫氮共渗的高速工具钢刀具表面硬度为950～1050HV。

2.离子硫氮共渗

国内有些大学、研究所研制成功离子硫氮共渗，向渗氮炉中通入不同比例的氨气和硫化氢进行硫氮共渗，共渗温度为520～560℃，处理时间为1～3h。离子硫氮共渗采用H₂S∶NH₃=（1∶20）～（1∶30），共渗工艺为560℃×3h，可得到0.008～0.012mmFeS和Fe_1-XS的渗硫层和较厚的Fe_2～3N和Fe₄N渗氮层，高硬度区达0.040mm。硬度较低的薄硫化物层与硬度较高的厚渗氮层相结合，具有较低的摩擦因数和较高的耐磨性，在苛刻的摩擦条件下表现出很好的抗咬合性能。离子硫氮共渗已成功应用于工具、模具及一些摩擦副的热处理，具有比其他强化处理更高的功效。高速工具钢不同共渗方法的渗速比较见表3-36。

表3-36 高速工具钢不同共渗方法的渗速比较