应用实例：渗氮工艺对零件腐蚀的应对措施

气体渗氮主要用于要求具有高疲劳强度、高耐磨性的工件，例如重型机床主轴、镗杆、航空发动机曲轴等工件。气体渗氮还可用于套环、丝杠、蜗杆等工件的表面强化。

1.镗杆（38CrMoAlA）

镗杆渗氮层深度为0.45～0.65mm，硬度>950HV5，脆性为1～2级，生产周期为65～80h。其气体渗氮工艺曲线如图7-18所示。如采用等温渗氮则须在（535±10）℃或（540±5）℃保温80～110h。

2.军品曲轴（30Cr3WA）

军品曲轴渗氮层深度为0.4～0.55mm，硬度>1000HV5，脆性＞2级，生产周期为70～90h。其气体渗氮工艺曲线如图7-19所示。

图7-18 镗杆气体渗氮工艺曲线

图7-19 曲轴气体渗氮工艺曲线

3.磨床主轴（38CrMoAlA）

磨床主轴渗氮层深度>0.5mm，脆性为1～2级，硬度>900HV5。其气体渗氮工艺曲线见图7-20。

4.活塞环（6Cr13Mo，非标准马氏体不锈钢牌号）

活塞环渗氮层深度>0.12mm，脆性为1～2级，硬度>900HV0.1。其处理温度为560℃，处理时间为20h，氨分解率控制在30%～50%。缓慢升温及缓慢降温是解决活塞环变形问题的关键点。这是目前汽车、摩托车活塞环表面强化工艺中广为采用的一种方法。

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图7-20 磨床主轴体渗氮工艺曲线

5.35钢阀杆的抗蚀渗氮

35钢阀杆经调质（840～860℃保温1.5h，油淬；580℃回火保温1h）处理后，进行抗蚀渗氮表面处理，阀杆经渗氮后，表面形成深度为0.015～0.060mm的致密耐蚀渗氮层。35钢阀杆抗蚀渗氮工艺曲线见图7-21。

该工件经抗蚀渗氮处理后，连续喷盐雾10h，连续喷水蒸气12h，露天存放一年均无腐蚀情况发生。

6.4Cr5MoSiV1热挤压模

4Cr5MoSiV1热挤压模真空脉冲渗氮工艺曲线如图7-22所示。采用先抽真空，后通氮气或氨气进行加热升温。到温后先抽真空，再通入氨气使炉压达到一定的数值（10～20kPa），按工艺要求控制氨流量为0.10～0.20m³/h，并与真空泵协调工作，以保证炉压在一时间内相对稳定。在保温时间4h内，要求每小时至少进行1～2次抽真空和通NH₃的循环交替，以提供充足的活性氮原子，同时增大渗氮气氛的流动性，使工件表面渗层均匀一致。真空渗氮处理后可获得硬度为1000～1100HV、深度为0.1～0.20mm的渗氮层。

图7-21 35钢阀杆抗蚀渗氮工艺曲线

图7-22 4Cr5MoV1Si热挤压模真空脉冲渗氮工艺曲线

1—抽真空 2—加热 3—装炉 4—抽真空后通氮气和氨气 5—保温渗氮 6—通氮气冷却

7.18Cr2Ni4WA钢摆架

18Cr2Ni4WA钢摆架广泛用于伺服机构中许多关键的结构件。渗氮工艺为530℃保温18h，氨分解率控制在20%～40%。渗氮层深度为0.53mm，表面硬度为47.5HRC。然后进行高频感应淬火（频率为300kHz，功率为15kW），在850～920℃加热2.3～2.7s后水淬。渗氮面进行高频感应淬火后，进行低温回火（150℃保温3h）。经检测，摆架表面硬度达到58HRC，摆架硬化层深度明显增加，磨去机加工留量0.1mm，达到图样尺寸要求。