氮化,也称为氮化,指的是(在一定温度时的气氛炉,以满足特定的需求)将氮原子的表层金属工件,这样表面可以形成一种表面硬度和表面耐磨性的化学热处理工艺。氮化可分为气体氮化、液体氮化和离子氮化。介绍了一种新型气体渗氮工艺——零流量气体渗氮。

　　根据工艺载体的不同，气体氮化可分为传统气体氮化(100%NH3)、可控气体氮化(NH3+DissNH3或NH3+N2)和零流量技术氮化(100%NH3)。

　　1. 传统的气体渗氮工艺

　　传统的气体渗氮过程由德国AFRY出版于1923年,工件在炉,在500 ~ 550℃将氨气进炉,20 ~ 100 H,氨分解原子状态(N)和(H)、(N)和氮化处理,金属化学反应获得工件的表面硬度高,良好的抗疲劳强度,提高耐蚀性。通常渗氮层厚度为0.02 ~ 0.2mm，表面硬度可达1000 ~ 1200HV。NH3的分解速率随流速和温度的大小而变化。流量越大，分解程度越低;流速越小，分解速率越高;温度越高，分解速率越高;温度越低，分解速率越低。

　　NH3→〔N〕Fe+2/3H2

　　分解后的N扩散到钢的表面。这种传统气体渗氮技术非常有限控制渗氮层的深度,和氮化层生成的叠加,由于e + g + 100%氨(参见图1)。经过多年的工业实践,e + g阶段(通常是极厚而脆)的氮化表层通常是抛光后热处理,增加额外的生产成本。

　　2. 可控气体渗氮工艺

　　可控气体氮化技术是50 ~ 60年前引进的，与传统的100%氨氮工艺相比具有许多优点。可控气体氮化过程中，采用氨+裂解氨或氨+N2。将气体按适当比例组合调整进入反应室，得到所需的渗氮层，包括e+g角+a相、g角+a相或a相，在一定区域可以得到所需的渗氮层厚度。氮化层的组成受温度T和氮势Kn的控制。图2为两种工艺气体的流程图。由于氮化层是可控的，可以避免氮化层的缺陷。因此，为了降低生产成本，省略了热处理后抛光e+g +a相渗氮层的工艺。然而，氮化过程使用两种气体成分，与传统工艺一样消耗气体。

　　此外，这个过程还有其他缺点。由于氨气NH3+氮气N2的氮化过程具有不平衡氮化的特点，氮化层氮化形成的控制精度低于氨气+裂化氮化过程。但是使用氨+氨裂化需要安装氨裂化装置，这也会增加额外的成本。