职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料与热处理课程
氮碳共渗工艺
主讲教师：马安博
西安航空职业技术学院
氮碳共渗工艺
氮碳共渗是以渗氮为主的共渗工艺。与一般气体渗氮相比，渗层硬度低，脆性小，故也称为软氮化。
早期的氮碳共渗是在液体渗氮和低温液体碳氮共渗（氰化）的基础上发展起来的，所用盐浴是剧毒的氰盐。为了提高盐浴活性而通入空气或氧气，即产生氧化过程加大氮和碳原子的活性。由于氰盐引起严重公害，又发展为加尿素为主要成分的氮碳共渗。虽然不用剧毒氰盐，但盐浴中仍有氰酸根，且使用过程中盐浴成分不稳定，因而盐浴氮碳共渗工艺的应用受到。
20世纪70年代以后，发展了气体氮碳共渗。美国Lpson公司发展了一种使用50％NH3＋50％吸热式气氛的气体软氮化方法，稍后Midland-Ross公司发展了一种使用20％NH3＋80％放热式气氛的气体软氮化方法，日本发展了一种利用尿素热分解气的气体软氮化法。
目前，在世界范围内，软氮化已得到广泛的应用。在国内，软氮化工艺主要是采用尿素热分解法和含碳、氮有机液体的滴入法。
一、氮碳共渗原理与工艺
软氮化温度一般为570±10C，时间为1~4h，介质则有不同的气体和液体介质。
1. 气体软氮化 所用介质有氨气与吸热式气氛的混合气体、尿素热分解气体等。
（1）使用氨气与吸热式气氛的混合气体进行气体软氮化时，氨气分解形成活性氮原子，吸热式气氛分解可提供活性碳原子。两种气体的比例为50:50、吸热式气氛的露点为0C时，能获得最佳的渗层质量。本法易实现机械化、自动化，产品质量稳定，但设备复杂，投资较高，适于批量生产。
（2）尿素热分解气体是将尿素的白色晶体粉末直接送入软氮化炉中，在500C以上尿素发生分解得到活性氮、碳原子，即
(NH2)2CO CO＋2[N]＋2H2 （4-1）
2CO [C]＋CO2
此外，还有三乙醇胺＋乙醇混合液滴注、甲酰胺滴注并通氨气等。
2. 液体软氮化 例如，使用尿素:碳酸钠:氯化钾＝3:2:2（质量）的盐浴，通过下述反应得到活性氮原子和碳原子。下载本文
