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滲碳氮化
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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left" |<center>'''滲碳氮化'''<br><img src="http://www.heat-treatment.com.tw/editupfiles/images/5-1.jpg" width="280"></center><small>[http://www.heat-treatment.com.tw/tw_service.php?cid=1&pid=5 圖片來自heat-treatment]</small> |} '''滲碳氮化'''(Carbonitriding)是金屬加工中的表面改質技術,可以提高金屬-{表}-面[[硬度]],減少[[損蝕]]。 在滲碳氮化過程中,會將[[碳]]原子及[[氮]]原子擴散到金屬晶格的間隙中,使晶格不容易[[滑移]],增加表面的[[杨氏模量]]及硬度。滲碳氮化常用在便宜,容易加工的低碳鋼及中碳鋼,使其有一些價格及等級更高,不易加工的鋼之表面特性<ref>[http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=126 Carbonitriding<!-- Bot generated title -->]</ref>,滲碳氮化後的表面硬度從HRC 55到62不等。 在工業化時代之前的一些金屬[[表面硬化]]製程就不止使用高含碳的材料(例如木炭),也會使用一些高含氮的材料(例如[[尿素]]),因此傳統的表面硬化就已經是滲碳氮化。 ==製程== 滲碳氮化類似[[气体]][[滲碳]],不過在滲碳氣體中加入[[氨]]以提供氮原子。工件的表面會吸收氮原子,和碳原子一起[[扩散作用|扩散]]到工件中。滲碳氮化的溫度(約850 °C / 1550 °F)略高於一般[[滲氮]]的溫度(約530 °C / 990 °F),但略低於滲碳溫度(約950 °C / 1700 °F),時間也較短。滲碳氮化比滲碳要經濟,而且可以減少[[淬火]]時的變形。其溫度較低,因此可以使用油淬火,甚至是配合保護氣體,進行氣體淬火。 ==滲碳氮化部位的特點== 滲碳氮化會形成堅硬、抗磨的表面,厚度約0.07 mm至0.5 mm,其硬度會比滲碳表面要硬。滲碳氮化深度視應用而定,若深度越深,材料抗磨損的壽命會越長。滲碳氮化部位只會影響工件的最上層,不會另外沈積產生一層,因此不會明顯改變工件的尺寸。 滲碳氮化的最大深度一般會限制在0.75 mm,若深度超過此數量值,擴散需要的時間會太長,因此不經濟。若要限制氮的濃度,一般會比較傾向設定較短的製程時間,因為加氮比控制碳要困難。過多的氮會在工件上造成大量的殘餘奧氏體(retained austenite)及孔穴,是高硬度的工件不希望出現的特性。 ==優點== 滲碳氮化比滲碳多了以下的優點:首先,在[[回火]]時抵抗軟化的能力較強,也可以增加[[金屬疲勞|疲勞]]強度及衝擊強度。也可以同時使用滲碳氮化及滲碳,讓材料較深部份有理想的材質,因此在實際的應用上也會有較好的性能。滲碳氮化特別適合於表面硬化性低的鋼,例如閥座。此製程一開始是以約900-955°C的溫度,滲碳加工到需要的深度(最多2.5mm),再進行滲碳氮化使表面有滲碳氮化的特性。工件之後會進行油淬火,工件表面的硬度會比滲碳要硬,而且加了滲碳氮層,可以增加殘留應力,使得抗疲勞能力及強度梯度都可以提高。 == 參考文獻 == {{reflist}} [[Category: 450 礦冶總論]]
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