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  氮化又称渗氮，它是是向钢件表面渗入氮的工艺。氮化的目的是更大地提高钢件表面的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。

  氮化处理是利用氨在一定温度(500～600℃)下所分解的活性氮原子向钢的表面层扩散，而形成铁氮合金，从而改变钢件表面的力学性能和物理、化学性质。

  众所周知，对不锈钢由于表面存在的稳定氧化膜问题，会阻止氮原子的渗入。在实施氮化前必须首先清除或活化氧化膜。传统的做法是：磷化、喷砂、酸洗或向炉内通入(添加)氯氟及硫磺系列的活化剂,去除或破坏保护膜使其表面活化,以有利于氮的渗入。然而,活化剂不仅对零件表面均有不同程度的损伤，而且对炉衬、加热元件和测试装置均有一定的伤害。

  为了解决不锈钢的氮化问题，有人对于奥氏体不锈钢氮化进行研究，在氮化前预先在真空渗碳炉中对不锈钢进行浅层渗碳处理，通过真空渗碳处理使碳与Cr元素结合，以去除稳定的保护膜，这样就不需要过多的担心保护膜的阻挡作用，能够使用通常的气体氮化炉直接实施表面硬化。根据结果得出，氮化效果良好，表面硬度能够达到 1000HV0、1, 其耐磨性也与常规氮化相当。此工艺技术实际是一种复合化学热处理，虽然解决了氮化问题，但是由于前期实施的渗碳温度比较高，热处理变形相对增加，实际应用应该慎重考虑。

  传统磷化作为不锈钢的氮化前处理也有所应用，但由于存在一定问题，实际应用受到限制。未解决AISI420不锈钢的直接氮化问题，作者对磷化处理剂进行筛选优化试验，采用LD-2311不锈钢专用磷化剂，选择90～100℃，10～15min处理方案,作为氮化的前处理进行生产性应用。根据结果得出，此方法不仅简单、稳定，而且使氮化速度加快，渗层无脆性，表面硬度能够达到1180HV。成功的解决了可控氮化炉不可以进行不锈钢氮化的难题。

  为了可靠提升氮化质量和生产效率，降低生产所带来的成本，近年来，高性能智能化的专用氮化炉相继推出，并投入生产使用表现良好技术和经济效果。我公司购置使用德国LPSEN和IVA智能化可控氮势氮化炉生产零件质量稳定可靠，其性能高于常规氮化质量，成本明显降低，表现优良的技术和经济效果。

  该炉型配备了先进可靠的智能化氮化控制管理系统，可以有效实现对氮势设定或可靠控制，获得不同工艺技术要求的氮化质量；配备了快冷却装置（IVA真空氮化炉有两种冷却方式可供不同工艺要求选择）实现氮化完成后的快速降温，有效缩短工艺周期，并使表面能获得较常规氮化更高的硬度；配备了高寿命氢探头（已经使用10年）保证氮势的可靠调节或控制。此外，炉的密闭性达到高标准，在封闭式厂房运行基本嗅不到氨的气味，作到了完全无公害的绿色生产条件。

  多年使用验证，该智能化氮化炉是应该替代常规氮化炉的最佳炉型，推广使用将会彻底摆脱氮化质量不良，环境条件差的不利局面。

  硬氮化和软氮化是两种不同的氮化热处理方法，其区别主要体现在以下几个方面。

  硬氮化处理温度一般在500℃-570℃左右，而软氮化处理温度则较低，一般为400℃左右。

  硬氮化处理时间比软氮化处理时间长，一般在20-60小时之间，而软氮化处理时间仅为1-5小时。

  硬氮化处理时使用的气体主要是氨气和一定的氢气，而软氮化处理时则主要使用氨气和氮气混合气体。

  硬氮化是一种淬火温度较低的渗氮方法，常用于提高钢的硬度和耐磨性；而软氮化是一种在较低温度下进行的渗氮方法，大多数都用在提高钢的韧性和抗疲劳性。

  硬氮化和软氮化在金属材料的热处理中都具有一定的作用，主要体现在以下几个方面。

  硬氮化主要是利用氨气或氮气在钢的表层进行渗氮，从而形成一层硬度较高的氮化物层。硬氮化的主要应用场合是要求比较高硬度和耐磨性的零部件，如模具、轴承、导向件等。

  软氮化的处理是在较低温度下进行，可以有实际效果的减少钢的渗碳和淬火带来的脆性，来提升钢的韧性，同时不会明显改变钢的硬度。软氮化主要使用在于需要同时有高强度和韧性的零部件，如弹簧、曲轴等。

  硬氮化能形成一层致密的氮化物层，从而能够有效提高材料的抗腐蚀性。特别是在高氯离子含量的环境中，硬氮化处理可以显著提高材料的抗腐蚀性能。

  软氮化能够提高钢的韧性和抗疲劳性，从而可以轻松又有效提高零部件的耐疲劳性能。加工机床、飞机发动机、汽车发动机等高负荷场合中常常使用软氮化处理来提高零部件的耐疲劳性能。

  硬氮化一般适用于碳钢、合金钢、压铸铝合金和钛合金等金属材料。而软氮化一般适用于碳素钢、低合金钢和铸铁等金属材料。

  硬氮化一般适用于要求比较高硬度和耐磨性的零部件，如模具、轴承、导向件等。而软氮化一般适用于要求比较高韧性和抗疲劳性的零部件，如弹簧、曲轴等。

  一、硬度偏低  生产实践中，工件氮化后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的：有设备方面的原因，如系统漏气造成氧化；有选材方面的原因，如材料选择不恰当；有前期热处理方面的原因，如基本硬度太低，表面脱碳等；有工艺方面的原因，如氮化温度过高或过低，时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等。只有根据详细情况，找准原因，问题才会得以解决。

  二、硬度和渗层不均匀  装炉方式不当，气压调节不当(如供气量过大)，温度不均，小孔、窄缝未屏蔽造成局面过热等均会造成硬度和渗层不均匀。三、变形超差  变形是难以杜绝的，对易变形件，采取以下措施，有利于减小变形。氮化前应进行稳定化处理(处理次数可以是几次)直至将氮化前的变形量控制在很小的范围内(一般不应超过氮化后允许变形量的50％)；氮化过程中的升、降温速度应缓慢；保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。对变形要求严格的工件，如果工艺许可，尽可能采用较低的氮化温度。