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不锈钢低温渗氮工艺

钢材的渗氮工艺主要有气体、离子渗氮两类。对于不锈钢，由于表面氧化膜存在，一般的气体 渗氮很难进行，因而离子渗氮成为一种有效工艺。常规离子渗氮是在500-560℃温度下的N2和H2或 NH3混合气氛中进行，渗氮后不锈钢硬度和耐磨性都得到提高，但处理不当，容易发生表层剥落、硬 化层厚度不均匀以及耐腐蚀性大幅下降等问题，这就提出了低温渗氮问题。主要有以下几类：

a.低温离子（等离子）渗氮

20世纪80年代，为了解决不锈钢表面改性处理存在的问题，出现了等离子体低温渗氮研究， 解决了耐蚀性降低的难题。该技术的关键是在低温下（350-450℃）进行，以避免形成CrN而使基体 疲铬后耐蚀性下降，随后人们对不锈钢低温离子渗氮技术进行大量研究，这一度成为不锈钢表面处理的研究热点。

b.低温气体渗氮

在不锈钢的低温离子渗氮研究如火如荼地开展的同时，另一些研究者对气体渗氮进行了改进， 开发了低温气体渗氮技术（＜500℃）。科研人员利用离子溅射+低温气体渗氮的方法对不锈钢成功进 行了改性处理，获得的改性层不仅具有很高的硬度，还有很高的耐磨性。

c.其它低温渗氮

低温等离子体渗氮技术已用于工业生产，但在实际中发现，等离子体低温渗氮也有本身的缺点， 如边界效应、空心阴极效应，以及工件温度不均等。为了克服离子渗氮的缺点，人们开发了阴极笼或 活化屏离子渗氮技术，在活化屏渗氮技术中，工件处于悬浮状态，离子轰击金属屏而不是工件本身。 与常规离子渗氮相比，该技术可以处理不同形状的工件，并能消除边缘效应以及空心阴极效应，还能 方便地测量工件的温度等。

这些渗氮工艺在不锈钢表面改性方面，处理效果十分诱人，但目前这些主要集中在奥氏体不锈 钢方面，对于马氏体不锈钢方面国内研究很少，借助现用研究结果，马氏体不锈钢采用低温渗氮后， 性能也得到大幅改善，这是一个新的领域。归纳之，低温处理工艺对不锈钢渗氮改性效果十分适合。