化学反应在主要工序中的应用

（1）预热工序中的化学反应 在350～400℃预热温度下，金属表面与空气中的氧发生氧化反应，生成铁的氧化物。化学反应为：2Fe+O₂→2FeO

实践证明，在此温度下金属表面被氧化不但对渗氮无害，反而会促进氮的渗入，有利于氮化物的形成。其化学反应为：6FeO+2[N]→2Fe₃N+3O₂

在相同处理规范下，经过氧化的金属表面比未经氧化的金属表面渗层的深度要深一些。

（2）渗氮工序中的化学反应 渗氮盐浴中有质量分数为30%多的氰酸根。在520～580℃渗氮温度下氰酸根发生分解，产生活性氮原子渗入金属表面，形成化合物层和扩散层。化合物层为Fe₃N和Fe₄N，反应为：

氰酸根分解产生的CO进而分解出碳原子渗入工件表面，形成碳化物或固溶体。2CO→CO₂+[C]3Fe+[C]→Fe₃C

由于氮和碳的同时渗入，所以这种盐浴渗氮技术又被称作氮碳共渗，但是渗氮在过程中起主要作用，渗氮对工件的性能影响很小。严格地说，由于工件还要进行氧化工序，所以渗层中还有氧元素的存在。

关于氰酸根的分解还有另外一种化学反应式，在盐浴不工作而通空气时，在空气中氧的作用下发生分解。(www.xing528.com)

在盐浴渗氮时还有一种化学反应，在向盐浴中通空气时，盐浴中的氰根可能通过氧化的方法，生成氰酸根，从而升高盐浴的氰酸根含量。

这是从前采用通空气的方法提高氰化物盐浴中氰酸根含量的原理，也是李惠友先生等开发QPQ技术用氧化剂使氰根氧化成氰酸根的理论依据。

国外有人向渗氮盐中通CO₂气体，使盐浴中的氰根氧化成氰酸根。

在批量生产的条件下，工件与渗氮盐浴作用的结果会使盐浴中的氰酸根分解成CO32-，从而使氰酸根的含量降低。加入调整盐（也称再生盐REGI）的作用就是使分解出来的CO₃²-再氧化成CNO^-。

（3）氧化工序中的化学反应 氧化盐浴可以使工件从渗氮盐浴中带出来的氰根分解成碳酸盐而沉淀，同样氰酸根也会被分解成碳酸盐沉渣，从而达到无公害的效果。这两个化学反应式可表达为：

工件在氧化盐浴中表面被氧化，夹具和铁制的坩埚也会被氧化。工件表面被氧化以后生成Fe₃O₄氧化膜。Fe₃O₄是FeO和Fe₂O₃的混合物。