长轴薄壁零件离子渗氮工艺改进

离子氮化本技术是我国70年代新兴的表面强化技术学科。

自1978年以来，我院从事钛合金的离子氮化和离子复合处理研究。

对热挤压铝型材模具钢3Cr2W8V 、进口（仿）H13钢。

不锈钢、日本P20、38CrMoAl 、40Cr 、35CrMo 、40CrNiMo 和30CrMnSi 等钢制零部件进行离子氮化和离子复合处理研究。

近年来，又开展对长轴类工件施行离子处理表面强化工作，诸如，高精度大型瓦楞辊和生产淀粉刮刀进行表面强化处理研究。

使工件表面既提高硬度，又保持基体强度。

耐腐蚀性能和耐磨性能也十分显著。

为社会创造了较大的经济效益。

多次获得国家科委“七五”攻关奖、中国有色金属总公司和省市级有关部门的奖励。

1. 离子轰击氮化法的基本原理离子氮化是利用辉光放电这一物理现象对金属材料表面强化的氮化法。

在低压的氮气或氨气等气氛中，炉体和被处理工件之间加以直流电压，使产生辉光放电，在被处理表面数毫米处出现急剧的电压降，气体中的离子，朝着图1箭头所示方向向阴极移动（如图1）。

当接近工件表面时，由于电压剧降而被强烈加速，轰击工件表面，离子具有的动能转变为热能，加热了被处理工件，同时一部分离子直接注入工件表面，一部分离子引起阴极溅射，从工件表面“溅出”电子和原子，“溅出”的铁原子和由于电子作用而形成的原子态氮相结合，形成FeN 。

FeN 由于吸附和在表面上蒸发，因受到高温和离子轰击而很快地分解为低价氮化物而放出氮。

一部分失去氮的铁又被溅射到辉光等离子气体中与新的氮原子相结合，促进氮化。

图1 离子氮化的表面反应图阴极下降电压降等离子区工件处理表面炉壁离子Fe + NFe 2N N FeNFe 3N N Fe 4N N ε相 γ‘相 αFe电子吸附图2 H13钢试样离子复合处理渗层与普通离子氮化渗层的X 射线衍射曲线对比 2. 离子轰击（氮化）处理工艺特点2.1采用本工艺能够在同一工件上获得基体性能与表面性能的良好配合，渗层表面既硬以韧。

2019年15期工艺创新科技创新与应用Technology Innovation and Application离子渗氮工艺提高40Cr 机床齿轮耐磨性的研究*卞豪亮，宋劲松，苏浩男（承德石油高等专科学校，河北承德067000）机床在工作过程中，主要通过齿轮传动传递动力，引导刀具进行加工。

由于机床齿轮在工作过程中会承受各种不同速度，不同大小的载荷，齿轮之间会不断产生相互磨损作用。

一旦磨损过大，齿轮啮合有误差，就会导致机床加工精度的下降。

因此，提高机床齿轮的耐磨性可以极大的提高齿轮的服役寿命。

机床齿轮在承受中高速载荷的情况下，常选用40Cr 钢，一般都是经调质热处理后加工得到。

调质处理后的齿轮韧性很好，但是表面硬度较低，耐磨性较差[1，2]。

近年来，各种表面工程技术不断发展，其中离子渗氮技术可以有效地提高材料的耐磨性能，已经应用于较多的零件的生产工艺中[3，4]。

因此，对40Cr 机床齿轮采用离子渗氮工艺可以极大提高齿轮的耐磨性，增加机床的服役寿命。

1试验内容与方法本试验选用40Cr 型号的机床齿轮用钢，经测定其材料成分如表1所示。

将调质处理后的40Cr 钢用线切割方法加工出30mm ×10mm 试样。

本试验采用LDMC-5型真空离子渗氮炉，渗氮气体为氢气和氮气，并且H 2与N 2体积比为3：1，渗氮温度为540℃，渗氮时压强为150Pa ，分别进行4h 、6h 、8h 、10h 的离子渗氮试验。

将试样悬挂于渗氮炉中，进行离子渗氮，对于渗氮后的试样进行金相观察，显微硬度测定以及摩擦磨损试验分析，确定试样获得最佳性能的离子渗氮时间。

本试验采用MH-3型显微硬度计和M-2000型摩擦磨损实验机。

2试验结果与分析2.1金相观察分析对试验后的试样进行显微金相观察，如图1所示。

40Cr 钢经离子渗氮后，工件表面会形成致密的渗氮层。

图1中试样边缘白亮的一层为白亮层，靠近白亮层的黑色部分为扩散层，白亮层和扩散层组成了渗氮层，靠近扩散层的心部组织为试样的基体。

渗氮零件的工艺路线
渗氮零件的工艺路线是指将零件表面浸入含氮化物的盐浴中，通过热处理使氮元素和基体元素发生扩散反应，从而在零件表面形成高浓度的氮化物层。

这种表面处理工艺可以提高部件的硬度、磨损性能和耐腐蚀性，同时还可以改善零件的表面光洁度和摩擦性能。

以下将详细介绍渗氮零件的工艺路线。

首先，将待渗氮的零件进行表面处理（如打磨、除油、除氧等），以提高零件表面的洁净度和平整度，为后续的渗氮工艺做好准备。

然后，将处理好的零件放入渗氮炉中，炉温通常设定在600至1050之间，具体的工艺参数要根据材料和产品要求进行调整。

在炉内，零件与盐浴的接触面需要保持良好的接触，通常使用专门的夹具将零件固定在工装上，确保零件与盐浴之间的充分接触。

然后，通过在炉内加热，使盐浴温度上升到设定的渗氮温度。

通常，盐浴中加入的氮源为氨气（NH3），通过在炉内引入适量的氨气，使氨气进入盐浴并与零件的表面发生扩散反应。

炉温和渗氮时间的选取要根据零件的材料、形状和应用环境等因素综合考虑，以确保形成的氮化物层具有所需的性能。

渗氮时间通常为数小时至数十小时，这个过程中要保持盐浴的温度和氨气的补充，以确保渗氮反应的充分进行。

渗氮结束后，需要进行冷却，通常采用快速冷却或缓慢冷却的方式，以避免产生过多的残余应力。

最后，渗氮结束后，需要对零件进行清洗去盐、搓洗等处理，以去除附着在零件表面的盐渍等污染物。

以上就是渗氮零件的工艺路线，通过这个工艺，可以使零件表面形成高浓度的氮化物层，提高零件的硬度和耐磨性，改善表面的摩擦性能和耐腐蚀性。

渗氮技术在机械制造、汽车工业、航空航天等领域有着广泛的应用前景，将为各行业提供更高质量的零部件。

渗氮的⼯艺井式炉⽓体渗氮⼯艺操作预备处理确定原则：1．⼀般结构钢件⽤调质处理，⾼温回⽕温度应⽐渗氮温度⾼20~40ºC，保温时间不宜过长2．对冲击韧度值要求低的零件，可采⽤正⽕，但正⽕冷却速度要快，断⾯尺⼨较⼤的零件不得⽤正⽕3．38CrMoAl钢应采⽤调质，否则渗层中易出现针状氮化物，⼯、模具钢渗氮前，须经淬⽕、回⽕处理，不得⽤退⽕4．对细长、薄壁、复杂和精密的零件，渗氮前须进⾏⼀次或多次去应⼒处理，去应⼒温度⼀般低于调质回⽕温度，⾼于渗氮温度，如处理后变形超差，进⾏矫正后再次按原⼯艺去应⼒⼀次，直⾄变形量完全合格为⽌准备⼯作：1．设备准备1）渗氮前对控温仪表、液氨瓶、流量计、氨分解测定仪、各种管路系统做全⾯检查，保证设备的正常运⾏和使⽤，炉内温差应⼩于10ºC2）⼲燥剂常⽤氧化钙、氯化钙等，常⽤焙烧过的氧化钙，如失效应更换或烘⼲3）渗氮介质⽤⽔的体积分数⼩于0.2%的液氨为好4）根据零件的形状、尺⼨、质量和技术要求，准备好吊具，使⽤前应认真检查是否完好可靠，并清洗⼲净2．零件的准备1）渗氮零件的表⾯粗糙度Ra1.6µm以下，表⾯不得有拉⽑，碰伤及⽣锈等缺陷，不能及时处理的零件须涂油保护，以免⽣锈2）易畸变的零件，应预测畸变量，并做好记录3）试样的材质及预先热处理均与零件相同，试样尺⼨为ф（20~30）mm×(6~10)mm，试样3~5件，并编号放在有代表性的不同位置4）认真清洗零件，吊装⼊炉时，再⽤清洁汽油擦净，以保证零件的清洁度5）将清洗⼲净的零件装⼊渗氮炉中，对于易变形的细长杆件必须垂直吊挂，间距要均匀，不要堵排⽓孔，零件不得超出有效加热区的范围⼯艺规范的确定：1．渗氮温度1）常⽤500~530ºC，能保证氮化物有较⼤的弥散度，硬度最⾼2）随渗氮温度升⾼，渗层深度增加，⽽硬度显著降低，⼤于550ºC渗氮，多数钢种的最⾼硬度低于1000HV3）⽤两阶段或三阶段渗氮时，第⼆阶段的温度常低于560ºC2．渗氮时间1）渗氮层随渗氮时间延长⽽增厚。

渗氮处理及工艺，总结的挺全面渗氮又称氮化，指使氮原子渗入钢铁工件表层内的化学热处理工艺，其目的是提高零件表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。

它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被零件吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。

氮化通常利用专门设备或井式渗氮炉来进行。

气体渗氮在1923年左右，由德国人Ｆｒｙ首度研究发展并加以工业化，目前渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大。

由于经渗氮处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、耐高温性、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性，与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而工件畸变小，已成为重要的化学热处理工艺之一，广泛应用于机械、冶金和矿山等行业的齿轮、凸轮、曲轴、工具、冷作模具、热作模具等零件和产品的表面处理。

一、氮化常用材料传统的合金钢材料中的铝、铬、钒及钼元素在渗氮过程中，与初生态的氮原子接触时，就能生成安定的氮化物，尤其是钼元素，不仅是生成氮化物元素，还能降低在渗氮时所产生的脆性。

其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。

一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。

其中铝是最强的氮化物元素，含有０．８５～１．５％铝的渗氮结果最佳，如果有足够的铬含量，亦可得到很好的效果，没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。

二、渗氮过程控制１．渗氮前的零件表面清洗通常使用气体去油法去油后立刻渗氮２．排除渗氮炉中的空气将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至１５０℃以前须作排除炉内空气工作。

排除炉内空气的主要目的是使参与渗氮处理的气体，只有氨气和氮气两种气体，防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理零件及支架的表面氧化。

３．氨的分解率渗氮是其它合金元素与初生态的氮接触而进行（初生态氮的产生，由氨气与加热中的零件接触时零件本身成为触媒而促进氨的分解），虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般都采用１５～３０％的分解率，并按渗氮所需厚度保持４～１０小时，处理温度保持在５２０℃左右。

离子渗氮的工艺操作及注意事项1．同炉处理的零件应为同种或表面积和质量之比接近的零件。

零件至阳极的距离应大致相等，并大于30mm，零件之间应有足够大的距离并要求均匀，在零件偏低位置放置辅助阴极或辅助阳极，安放试样时应考虑温度，尽量和零件一致。

2．零件上有1~4mm孔槽易引起打弧，ф4~ф10mm的孔槽会造成温度不均匀，锈蚀零件清洗干净后方可入炉。

3．零件装炉后，密封炉盖和放气嘴，接通阴阳极导线。

预热并校正真空计，氨气热分解炉应提前升温。

4．起动真空泵使炉子逐渐达到要求的真空度，并打开气阀充入少量的热分解氨气，使炉压在1.3~13.3Pa左右。

5．闭合高压开关，慢慢升高电压，使零件起辉。

清理阶段开始，一般宜用低气压小电流，高电压、高档限流电阻，清理阶段正常为扩散弧。

但零件装卡不当，接触不良，小孔槽未屏蔽及表面大块状油污，绝缘物引起局部电弧损伤零件，起辉后1~2h仍在打弧不减弱，说明不正常，应分析原因或停炉。

6．打散弧清理结束后，转入升温阶段，逐渐加大供NH3量，提高电流、电压加速升温，对精密件变形要求严格件，升温速度小于100C/h。

当温度升到200~400 ℃时，孔洞和勾槽中的机油挥发也会引起打弧，弧点集中在孔槽周围，打弧断续相同，此时可适当减小电压、气压，使打弧电流减小，待油挥发干净后，打弧即会停止。

7．如在某个部位集中打弧，无停止迹象，可调节气压，并判明不打弧的最高气压能否维持零件升温和保温的需要，如能维持保温，可继续渗氮，如不能就停泵，打开炉膛，清除打弧源后，再重新抽真空升温。

8．当炉壳温度升到35 ℃时，开始通冷却水，冷却水出口温度应低于55℃。

9．升温时，应随温度升高，不断增加输入气体的流量或减少抽气率或加高气压，升温时间通常控制在0.5~3h，升温时的电流密度应控制在4~5Ma/cm。

10．保温阶段，电流密度比升温时小，可以通过调节气压、电压、氨分解温度等使电流密度一定，工作温度稳定。

第3期(总第142期)2007年6月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 13Jun 1文章编号:167226413(2007)0320085203离子氮碳共渗工艺开发与应用高　萍,马靳河,侯利锋,卫英慧(太原理工大学材料科学与工程学院,山西　太原　030024)摘要:根据实际生产的需求,选取不同比例的渗氮气氛与渗碳气氛对35C r M o 钢进行了离子氮碳共渗表面化学热处理,对渗层的厚度、硬度、元素成分分布等进行了分析。

实验研究结果表明,渗氮气氛与渗碳气氛的比值为6∶1～10∶1较为合适。

经处理后的机车牵引连接销表面硬度HV 011能达到665,渗层深度为0116mm ,满足图样技术要求。

此工艺可广泛应用于高速客运机车高精度、高性能要求的牵引配件。

关键词:离子氮碳共渗;35C r M o 钢;热处理中图分类号:T G 15618 文献标识码:A国家自然科学基金资助项目(50471070);山西省自然科学基金资助项目(20051050)收稿日期:2006210210;修回日期:2007203222作者简介:高萍(19682),女,湖南宁乡人,硕士研究生。

0　引言铁路大提速后,对机、货车走行部零部件的性能提出了更高的要求,特别是作为牵引用的韶山型电力机车,由于其承载的特殊性,其关键零配件的精度、耐磨等性能更是受到广泛的重视。

氮碳共渗是提高配件耐磨性能的一种重要方法。

在承受载荷摩擦的服役条件下,工件要具有较长的使用寿命一般采用调质和渗氮处理。

采用气体渗氮,处理的时间较长;采用离子渗氮,处理的时间将大大减少,并能提高生产效率和工件的使用寿命。

但是对于要求表面硬度HV 011≥560的工件,若仍采用离子渗氮处理工艺,则在大批量的生产过程中,有可能达不到这一要求。

最新研究结果表明[1]:若在离子渗氮处理时,加入一定量的渗碳气氛,不仅能使工件表面的硬度提高,而且也将使渗层深度加深,这样可能会更进一步延长工件的使用寿命。

离子渗氮对机床齿轮用钢显微组织及能的影响离子渗氮对机床齿轮用钢显微组织及性能的影响摘要由于近年来汽车、风电、核电行业的拉动,齿轮的需求量大幅度增加，因而近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。

针对齿轮在运行过程中出现的磨损，断齿，精度下降等一系列问题，频繁更换齿轮会导致工作效率下降，本钱提高，因而，改善齿轮本身的性能才是根本解决途径。

本实验采用离子氮化工艺，然后利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪对原始试样的表层和渗氮层的成分，显微组织，硬度及摩擦系数进行测定、分析、比较。

实验结果说明，离子渗氮后渗氮层的组织为回火索氏体和氮化物，心部组织为回火索氏体。

离子渗氮工艺使得机床齿轮用钢获得更高的外表硬度，强度；离子渗氮工艺使得机床齿轮的耐磨性提高。

关键词：离子渗氮；显微组织；硬度；耐磨性；ION NITRIDING ON the MICROSTRUCTURE AND PERFORMANCEof the MACHINE GEAR STEELAbstractDue to the growth of the automobile, the wind power, nuclear power industry in recent years leads to a substantial increase in the demand of gear, which increases the gear processing machine manufacture enterprise. In order to solve the problems of wear, broken teeth, precision decline, frequent replacement of the gear , low efficiency and high costs, we should improve the performance of the gear itself ,which is the fundamental solution. Ion nitriding has been used in this experiment and we use the metallographic microscope, micro- hardness tester, X ray diffraction to measure , analyse and compare the surface of microstructure, hardness and friction coefficient of the original sample and the nitriding layer .The results show that the organization of the surface of the sample after plasma nitriding is tempered sorbite and nitrides，meanwhile ,the inner region of material is tempered sorbite. The ion nitriding process makes the machine gear steel to obtain a higher surface hardness, strength,and increase the wear resistance .Key words: ion nitriding; microstructure; hardness; wear resistance;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)引言 (1)机床齿轮的研究现状 (1)中国的研究现状 (1)世界的研究现状 (2)机床齿轮存在的问题 (2)力学性能 (2)精度 (3)耐腐蚀性能 (3)各种典型齿轮故障及其特征 (3)我国齿轮机床行业开展存在的问题 (4)齿轮质量改进的几点建议 (5)提高机床齿轮性能的措施 (5)齿轮材料的选择 (5)齿轮材料的的加工过程 (5)机床齿轮的服役条件 (6)离子氮化工艺 (6)离子氮化的原理 (6)离子氮化的工艺过程 (7)渗氮层的性能 (7)渗氮层的质量检验 (8)氮化件常见的缺陷及预防 (9)离子氮化与离子渗碳的区别 (11)课题研究意义及主要内容 (11)第二章实验内容及条件 (12)试样的制备 (12)齿轮材料的选择 (13)齿轮材料的制备过程 (13)齿轮材料的的性能表征 (14)齿轮材料表征所用仪器 (14)原始试样及渗氮层的组织形貌及成分分析 (15)原始试样及渗氮层的硬度测量 (16)原始试样及渗氮层的耐磨性的测量 (17)第三章实验结果及分析 (19)原始试样及调质后试样的组织形貌分析 (19)原始试样及离子渗氮试样成分及组织分析 (19)原始试样及渗氮层成分分析 (20)原始试样及渗氮层组织分析 (21)原始试样及离子渗氮试样的硬度比较 (22)原始试样及离子渗氮试样耐磨性的比较 (23)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (33)附录一英文翻译原文 (34)附录二英文翻译 (50)第一章文献综述引言得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床需求的增长变得十分耀眼。

离子渗氮炉炉温均匀度控制目前，炉温均匀是离子渗氮设备存在的一个重要问题，生产上应用的离子渗氮设备主要有钟罩式、通用式和井式等三种类型，其中以钟罩式居多数。

渗氮时零件表面各处的温度均匀一致是保证渗氮层质量和减小变形的重要因素。

实际上离子渗氮零件各部位的温度往往不均匀，严重时温度高低能相差几十甚至上百摄氏度，致使渗氮零件硬度有高有低，渗氮层深浅不一，变形超差，造成废品或次品，这种温度的不均匀在井式渗氮炉上反映更甚。

现针对我公司的几台离子渗氮炉谈谈笔者对炉温均匀度控制方面粗浅的看法。

1.离子渗氮原理离子渗氮法是将零件放在真空容器中，并充入133.3～1333Pa的低压含氮气体，以零件作为阴极，真空容器罩壁作为阳极。

当在阴阳极之间加上数百伏直流电压后，产生辉光放电，从而引发阴极溅射，来达到活性氮原子的不断扩散，进而渗入零件表面形成渗氮层。

2.影响温度不均匀的因素（1）辉光电流密度对温度的影响零件在辉光放电时加热的特点主要包含三种能量变换阶段，即电能→离子、中性气体原子的动能→加热零件的热能。

因此，电流密度的大小是零件获得热量多少的主要标志，主要受以下几个因素的影响。

其一，阴阳极距离。

由于以炉子内壁作为共用阳极以及零件本身结构的影响，从零件表面各点到阳极的距离是不同的。

当阴阳极间电压一定时，阴阳极距离大者，阴极压降较低，离子和中性气体粒子的能量较小，零件的温度偏低。

其二，气体成分不均匀。

辉光放电特性和气体成分有关。

直接用氨气作为气源时，由于氨气在炉内流动过程中逐步电离分解，所以在炉内由上而下气相的组成是逐渐变化的。

在进气口附近是以新鲜的氨气为主，在抽气口附近则以分解气——氮和氢居多。

当阴阳极电压一定，气相中含氨量多时，阴极电流密度较小，分解气的电流密度较大。

因此，靠近进气口处零件的温度最低，靠近抽气口处零件的温度最高。

其三，零件上的沟槽、小孔由于辉光重叠，电流密度增大，造成所谓的辉光集中，这些地方升温很快，温度将高于辉光正常的地方。

氮化表面硬度或深度不够（1）可能是钢料化学成分不适合作氮化处理.（2）可能是氮化处理前的组织不适合.（3）可能是氮化温度过高或太低.（4）炉中之温度或流气不均匀.（5）氨气的流量不足.（6）渗氮的时间不够长.氮化工件弯曲很厉害（1）氮化前的弛力退火处理没有做好.（2）工件几何曲线设计不良，例如不对称、厚薄变化太大等因素.（3）氮化中被处理的工件放置方法不对.（4）被处理工件表面性质不均匀，例如清洗不均或表面温度不均等因素. 氮化工件发生龟裂剥离现象（1）氨的分解率超过85%，可能发生此现象.（2）渗氮处理前工件表面存在脱碳层.（3）工件设计有明显的锐角存在.（4）白层太厚时.氮化工件的白层过厚（1）渗氮处理的温度太低.（2）氨的分解率低于15%时，可能发生此现象 .（3）在冷却过程不恰当.氮化处理时之氨分解率不稳定（1）分解率测定器管路漏气.（2）渗氮处理时装入炉内的工件太少 .（3）炉中压力变化导致氨气流量改变.（4）触媒作用不当.工件需进行机械加工处如何防止渗碳？（1）镀铜法，镀上厚度20mm以上的铜层.（2）涂敷涂敷剂后乾燥，可使用水玻璃溶液中悬浮铜粉 .（3）涂敷防碳涂敷剂后乾燥，主要使用硼砂和有机溶剂为主 .（4）氧化铁和黏土混合物涂敷法 .（5）利用套筒或套螺丝.渗碳后工件硬度不足（1）冷却速度不足，可利用喷水冷却或盐水冷却.（2）渗碳不足，可使用强力渗碳剂.（3）淬火温度不足.（4）淬火时加热发生之脱碳现象所导致，可使用盐浴炉直接淬火.渗碳层剥离现象（1）含碳量之浓度坡度太大，应施以扩散退火.（2）不存在中间层，应缓和渗碳的速率.（3）过渗碳现象，可考虑研磨前次之渗碳层.（4）反覆渗碳亦可能產生渗碳层剥离的现象.。

离子渗氮的常见缺陷一、硬度偏低生产实践中，工件渗氮后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。

造成硬度偏低的原因是多方面的：有设备方面的原因，如系统漏气造成氧化；有选材方面的原因，如材料选择不恰当；有前期热处理方面的原因，如基本硬度太低，表面脱碳等；有工艺方面的原因，如渗氮温度过高或过低，时间短或氮势不足而造成渗层太薄等等。

只有根据具体情况，找准原因，问题才会得以解决。

二、硬度和渗层不均匀装炉方式不当，气压调节不当(如供气量过大)，温度不均，小孔、窄缝未屏蔽造成局面过热等均会造成硬度和渗层不均匀。

三、变形超差变形是难以杜绝的，对易变形件，采取以下措施，有利于减小变形。

渗氮前应进行稳定化处理(处理次数可以是几次)直至将渗氮前的变形量控制在很小的范围内(一般不应超过渗氮后允许变形量的50％)；渗氮过程中的升、降温速度应缓慢；保温阶段尽量使工件各处的温度均匀一致。

对变形要求严格的工件，如果工艺许可，尽可能采用较低的氮化温度。

四、处观质量差渗氮件出炉后首先用肉眼检查外观质量，钢铁零件经渗氮处理后表面通常呈银灰色或暗灰色（不同材质的工件，离子氮化后其表面颜色略有区别），钛及钛合金件表面应呈金黄色。

离子渗氮后工件表面不应有明显的电弧烧伤和剥落等缺陷，这些要求在正常情况下是完全可以达到的。

不正常的渗氮颜色有以下一些情况：１、表面电弧烧伤：主要是由于工件表面、工件上的小孔中或焊接件的空腔内及组合件的接合面上存在含油杂质，引起强烈弧光放电所致。

２、表面剥落起皮：产生起皮的机理还不十分清楚，但在生产实践中，工件表面清理不净、脱碳或气份中含氧量过多、氮化温度过高等有时会产生起皮。

３、表面发蓝或呈紫蓝色这是氧化造成的，如果氧化是在渗氮结束后停炉过程中产生的，则仅影响外观质量，对渗层硬度、深度无影响。

如果氧化是在渗氮过程中产生的，则将不仅影响到产品外观，而且将直接影响到渗层硬度和深度。

表面发蓝的原因可能有：炉子系统漏气，气氛中含水及含氧量过多；工件各处的温度不均匀，温度过低的部位由于渗氮较弱而呈绿色；冷却时工件各部位冷速不一致，冷得慢的部位可能呈蓝色。