氮碳共渗工艺是在液体渗氮基础上发展起来的。早期氮碳共渗是在含氮化物的盐浴中进行的。由于处理温度低,一般为500~600℃,过程以渗氮为主,渗碳为辅,所以又称为软氮化。
氮碳共渗工艺的优点:
1)氮碳共渗层硬度高,碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达570~680HV,模具钢、高速钢、渗氮钢共渗后硬度可达850~1200HV;渗层脆性低,有优良的耐磨性、耐疲劳性、抗咬合性、热稳定性和耐蚀性。
2)工艺温度低,且可不淬火,工件变形小。
3)处理时间短,经济性好。
4)设备简单,工艺易掌握。
存在的问题是:渗层浅,承受重载荷零件不宜采用。
氮碳共渗工艺也有气体、液体和固体氮碳共渗工艺。使用最多的是气体氮碳共渗工艺,尤其是以尿素、甲酰胺、三乙醇胺为渗剂的气体氮碳共渗为多。目前国内外采用比较多的是低温气体氮碳共渗。
固体氮碳共渗工艺较少应用。早期使用的液体氮碳共渗主要是在氰盐和氰酸盐溶液中进行。由于氰盐剧毒,公害严重,后来随着研究出许多新的渗剂,它就慢慢地被其他渗剂代替了。
气体氮碳共渗使用较广,其气源为C02+NH3,CO2与NH3的体积比为0.05:1。将工件置于密封的炉内通入气源进行处理,对冲裁模处理温度为530~540℃,时间为1.3~3.5h,氮碳共渗后出炉空冷,模具硬度为65~68HRC,比淬火、回火热处理工艺后的硬度提高4~5HRC。
典型举例1:球墨铸铁拉深凹模的氮碳共渗