一些42CrMo、35CrMo和38CrMoAl等中碳合金结构钢零件,如蜗杆、接手、齿轮、齿条等,都要求先进行调质,然后再渗氮处理,并获得高硬度,例如38CrMoAl钢工件渗氮后的表面硬度要求达到≥950HV10。对于这一硬度要求,热处理工作者是比较重视的,但是对于渗氮前的调质硬度,人们普遍都不够重视,认为调质是预备热处理,无关紧要。其实这种认识是错误的。通过长期生产实践我们认识到,工件渗氮硬度与其调质硬度有着很密切的关系。对于调质硬度偏低的工件,其渗氮后的硬度也偏低。即使进行二次返修渗氮,硬度也提不高。以前人们认为影响渗氮件硬度的主要因素是渗氮温度,但是多年的生产实践说明,这仅仅是实验室中得出的结论,譬如,500℃渗氮和600℃渗氮相比,前者的硬度更高。但是在生产实践中,即使渗氮温度已经优化,譬如从520℃降低至500℃或者480℃,对渗氮后的硬度影响却很小。而工件的调质硬度也是影响其渗氮后硬度的主要因素之一。

对于35CrMo、42CrMo等钢制的蜗杆,我们采用以氨气作气源的离子渗氮,温度为520℃。因为温度过高渗氮层硬度会下降,温度过低渗氮速度太慢,经济效益低。所以经过长期的生产实践,我们选择了这一优化的渗氮温度。

自工业革命后，国内外金属制造业得到快速的发展，同时也能够加强工业制造在其他领域的渗透，提高机械化制造水平，带动产业的发展，实现经济的良好发展。关于氮化处理工艺的研究早在上个世纪初就已经展开，从理论研究开始，直在20年代尝试在工业中进行应用，而在上个世纪七十年代，技术更加高超，在适用的金属材料和工件上应用范围也不断扩大，当前越来越多的新理念融人到氮化处理工艺中，成为了金属工业制造领域中十分重要的化学处理工艺。

1金属材料表面的渗氮处理

金属材料表面渗氮是金属渗氮中作为基础的工艺内容，是指在金属表面的渗氮过程中，添加金属催渗剂，从而达到活化工件表面的效果。金园材料催渗剂物质不仅能够促进工件表面快速吸收氮原子，缩短渗氮环节的耗时，能够将一般结构的钢零件，如变迷齿轮等，在渗氮保温环节中由30小时缩短到15小时左右，同时还能够在工件表面形成细小的氮化物，从而提高工件的质量与性能。尤其针对于较脆、氮化物级别较低以及疏松级别较高的工件，都能够采用金属材料表面，氮气催渗的方法，使得工件的表面硬度提高到30-100HV。另外，金属材料表面的氮化催渗工艺流程相对较为简单，便于操作，且经济性较为理想，能够节约人工成本与电力成本，同时减少废气的排放，具有较高的环保性能。