此一方法為將一工件放置于氮化爐內(nèi)，預(yù)先將爐內(nèi)抽成真空達(dá)10-2～10-3 Torr(㎜Hg)后導(dǎo)入N2氣體或N2 + H2之混合氣體，調(diào)整爐內(nèi)達(dá)1～10 Torr，將爐體接上陽(yáng)*，工件接上陰*，兩*間通以數(shù)百伏之直流電壓，此時(shí)爐內(nèi)之N2氣體則發(fā)生光輝放電成正離子，向工作表面移動(dòng)，在瞬間陰*電壓急劇下降，使正離子以高速?zèng)_向陰*表面，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闅饽埽沟霉ぜ砻鏈囟鹊靡陨仙?，因氮離子的沖擊后將工件表面打出Fe.C.O.等元素飛濺出來與氮離子結(jié)合成FeN，由此氮化鐵逐漸被吸附在工件上而產(chǎn)生氮化作用，離子氮化在基本上是采用氮?dú)?，但若添加碳化氫系氣體則可作離子軟氮化處理，但一般統(tǒng)稱離子氮化處理，工件表面氮?dú)鉂舛瓤筛淖儬t內(nèi)充填的混合氣體(N2 + H2)的分壓比調(diào)節(jié)得之，純離子氮化時(shí)，在工作表面得單相的r′(Fe4N)組織含N量在5.7～6.1%wt，厚層在10μm以內(nèi)，此化合物層強(qiáng)韌而非多孔質(zhì)層，不易脫落，由于氮化鐵不斷的被工件吸附并擴(kuò)散至內(nèi)部，由表面至內(nèi)部的組織即為FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N順序變化，單相ε(Fe3N)含N量在5.7～11.0%wt，單相ξ(Fe2N)含N量在11.0～11.35%wt，離子氮化首先生成r相再添加碳化氫氣系時(shí)使其變成ε相之化合物層與擴(kuò)散層，由于擴(kuò)散層的增加對(duì)疲勞強(qiáng)度的增加有很多助。而蝕性以ε相好?！　‰x子氮化處理的度可從350℃開始，由于考慮到材質(zhì)及其相關(guān)機(jī)械性質(zhì)的選用處理時(shí)間可由數(shù)分鐘以致于長(zhǎng)時(shí)間的處理，本法與過去利用熱分解方化學(xué)反應(yīng)而氮化的處理法不同，本法系利用高離子能之故，過去認(rèn)為難處理的不銹鋼、鈦、鈷等材料也能簡(jiǎn)單的施以表面硬化處理。

　　液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相，F(xiàn)e4Nr相存在而不含F(xiàn)e2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良于韌性的氮化物，液體軟氮化的方法是將被處理工件，先除銹，脫脂，預(yù)熱后再置于氮化坩堝內(nèi)，坩堝內(nèi)是以TF – 1為主鹽劑，被加溫到560～600℃處理數(shù)分至數(shù)小時(shí)，依工件所受外力負(fù)荷大小，而決定氮化層深度，在處理中，在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO，滲透擴(kuò)散至工作表面，使工件表面外層化合物8～9%wt的N及少量的C及擴(kuò)散層，氮原子擴(kuò)散入α – Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性，氮化期間由于CNO之分解消耗，所以不斷要在6～8小時(shí)處理中化驗(yàn)鹽劑成份，以便調(diào)整空氣量或加入新的鹽劑?！　∫后w軟氮化處理用的材料為鐵金屬，氮化后的表面硬度以含有 Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度較高，而其含金量愈多而氮化深度愈淺，如炭素鋼Hv 350～650，不銹鋼Hv 1000～1200，氮化鋼Hv 800～1100。　　液體軟氮化適用于耐磨及耐疲勞等汽車零件，縫衣機(jī)、照相機(jī)等如氣缸套處理，氣門閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。采用液體軟氮化的國(guó)家，西歐各國(guó)、美國(guó)、蘇俄、日本。

　　氣體氮化系于1923年由德國(guó)AF ry 所發(fā)表，將工件置于爐內(nèi)，利NH3氣直接輸進(jìn)500～550℃的氮化爐內(nèi)，保持20～100小時(shí)，使NH3氣分解為原子狀態(tài)的(N)氣與(H)氣而進(jìn)行滲氮處理，在使鋼的表面產(chǎn)生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的，其厚度約為0.02～0.02m/m，其性質(zhì)*硬Hv 1000～1200，又*脆，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解率亦愈低，NH3氣在570℃時(shí)經(jīng)熱分解如下：　　NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2　　經(jīng)分解出來的N，隨而擴(kuò)散進(jìn)入鋼的表面形成。相的Fe2 - 3N氣體滲氮，一般缺點(diǎn)為硬化層薄而氮化處理時(shí)間長(zhǎng)?！　怏w氮化因分解NH3進(jìn)行滲氮效率低，故一般均固定選用適用于氮化之鋼種，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否則氮化幾無法進(jìn)行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強(qiáng)韌化處理又稱調(diào)質(zhì)因Al，Cr，Mo等皆為提高變 態(tài)點(diǎn)溫度之元素，故淬火溫度高，回火溫度亦較普通之構(gòu)造用合金鋼高，此乃在氮化溫度長(zhǎng)時(shí)間加熱之間，發(fā)生回火脆性，故預(yù)先施以調(diào)質(zhì)強(qiáng)韌化處理。NH3氣體氮化，因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)表面粗糙，硬而較脆不易研磨，而且時(shí)間長(zhǎng)不經(jīng)濟(jì)，用于塑膠射出形機(jī)的送料管及螺旋桿的氮化。

　　熱處理主要是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱、保溫、冷卻，通過改變金屬材料表面或者內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)來控制其性能的方法。這種熱處理可分為氮化處理等，那么大家對(duì)于氮化處理了解多少呢?　　這種氮化處理是向鋼的表面層滲入氮原子的過程，其目的就是為了提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性。它是利用氨氣在加熱時(shí)分解出活性氮原子，被鋼吸收后在其表面形成氮化層，同時(shí)向心部擴(kuò)散。這種氮化通常是氮化爐來進(jìn)行，適用于各種高速傳動(dòng)齒輪、機(jī)床主軸(如鏜桿、磨床主軸)，高速柴油機(jī)曲軸、閥門等。氮化工件工藝路線：鍛造-退火-粗加工-調(diào)質(zhì)-精加工-除應(yīng)力-粗磨-氮化-精磨或研磨，由于氮化層薄，并且較脆，因此要求有較高強(qiáng)度的心部組織，所以要先進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機(jī)械性能和氮化層質(zhì)量。

　　離子滲氮表面形成的滲氮層具有優(yōu)異的力學(xué)性能，如高硬度、高耐磨性、良好的韌性和疲勞強(qiáng)度等，并使離子滲氮零件的使用壽命成倍地提高。此外，離子滲氮節(jié)約能源，滲氮?dú)怏w消耗少，操作環(huán)境沒有污染。其缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，工藝成本高，不宜于大批量生產(chǎn)。離子滲碳是將工件裝入溫度在900℃以上的真空爐內(nèi)，在碳?xì)浠衔锏臏p壓氣氛中加熱，同時(shí)在工件( 陰*)和陽(yáng)*之間施加高壓直流電，產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象，使活化的碳被離子化，在工件附近加速并轟擊工件表面進(jìn)行滲碳的工藝。 離子滲碳從加熱、滲碳到淬火處理，都在同一裝置內(nèi)進(jìn)行。這種裝置是具有輝光放電機(jī)構(gòu)的加熱滲碳室和油淬火室的雙室型熱處理爐。離子滲碳后工件的硬度、疲勞強(qiáng)度、耐磨性等力學(xué)性能比采用傳統(tǒng)滲碳方法所得力學(xué)性能都高，而且滲碳速度快，特別是對(duì)狹小縫隙和小孔能進(jìn)行均勻的滲碳，滲碳層表面碳含量和滲層深度容易控制，工件不易氧化，表面潔凈，耗電量低，沒有污染。根據(jù)同樣的原理，離子轟擊熱處理還可以進(jìn)行離子碳氮共滲、離子硫氮共滲、離子滲金屬等，所以在國(guó)內(nèi)外具有很大的發(fā)展前途。

　　操作比氣體滲氮復(fù)雜，需要控制的廠藝參數(shù)多，測(cè)量溫度和控制溫度均勻比較難;裝爐有嚴(yán)格要求，裝爐不妥或形狀不同、大小不同的零件混裝爐容易出現(xiàn)滲層不均勻等疵病，造成廢品或返修;設(shè)備費(fèi)剛貴，有時(shí)需要配置輔助陽(yáng)*等。

　　離子滲氮是在低真空含氮?dú)夥罩?，利用模?陰*)和陽(yáng)*之間產(chǎn)生的輝光放電進(jìn)行滲氮的工藝，與氣體滲氮相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：　　1)工作環(huán)境好。由于離子氮化法不是依靠化學(xué)反應(yīng)作用，而是利用離子化了的含氮?dú)怏w進(jìn)行氮化處理，所以工作環(huán)境十分清潔而無需防止公害的特別沒備。因而，離子氮化法也被稱作“綠色”氮化法?！　?)滲入速度快。由于離子氮化法利用了離子化了的氣體的濺射作用，因而可顯著地縮短處理時(shí)間(離子滲氮的時(shí)間僅為普通氣體滲氮時(shí)間的1/3~1/5)?！　?)能源消耗少。由于離子氮化法利用輝光放電直接對(duì)工件進(jìn)行加熱。也無需特別的加熱和保溫設(shè)備，且可以獲得均勻的溫度分布，與間接加熱方式棚比加熱效率可提高2倍以上，達(dá)到節(jié)能效果，可大大降低處理成本?！　?)零件變形小?！　?)滲氮組織易于控制。通過調(diào)節(jié)氮、氧及其他(如碳、氧、硫等)氣氛的比例，可自由地凋節(jié)化合物層的棚組成，從而獲得預(yù)期的機(jī)械性能?！　?)適應(yīng)范圍廣泛?？捎糜诓讳P鋼模具的滲氮，利用離子的轟擊作用，可以內(nèi)動(dòng)去除不銹鋼、耐熱鋼模具表面的鈍化膜，可直接進(jìn)行不銹鋼模具的滲氮?！　?)易于實(shí)現(xiàn)局部滲氮。

　　離子滲氮是在真空室內(nèi)進(jìn)行的，工件接高壓直流電源的負(fù)*，真空鐘單接正*。將真空室的真空度抽到66.67Pa后，充人少量氮?dú)饣驓錃?、氮?dú)獾幕旌蠚怏w。當(dāng)電壓調(diào)整到400~800V時(shí)，氮即電離分解成氮離子、氫離子和電子，并在工件表面產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象。正離子受電場(chǎng)作用加速轟擊工件表面，使工件升溫到滲氮溫度。氮離子在鋼件表面獲得電子，還原成氮原子而滲人鋼件表面并向內(nèi)部擴(kuò)散，形成滲氮層。