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金屬表面化學熱處理是將工件置于特定介質中加熱保溫，使介質中活性原子滲入工件表層從而該表工件表層化學成分和組織，進而改變其性能的熱處理工藝。

與金屬表面淬火相比，化學熱處理不僅改變金屬的表層組織，還改變其化學成。

化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。根據滲入的元素不同，化學熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等。

常用的化學熱處理

滲碳、滲氮（俗稱氮化）、碳氮共滲（俗稱氰化和軟氮化）等。

滲硫、滲硼、滲鋁、滲釩、滲鉻等。

發藍、磷化可以歸為表面處理，不屬于化學熱處理。化學熱處理過程包括分解、吸收、擴散三個基本過程。

化學熱處理的基本過程

（1）介質的分解：分解的同時釋放出活性原子。

如：滲碳CH₄→2H₂+[C]     氮化2NH₃→3H₂+2[2]

（2）工件表面的吸收：活性原子向固溶體溶解或與金屬中某些元素形成化合物。

（3）原子向內部擴散。

滲碳方法

（1）氣體滲碳發

將工件放入密封爐內，在高溫滲碳氣氛中滲碳。滲劑為氣體（煤氣、液化氣等）或有機液體（煤油、甲醇等）。

優點：質量好，效率高；缺點：滲層成分與深度不易控制。

（2）固體滲碳法

將工件埋入滲劑中，裝箱密封后再高溫下加熱滲碳，滲劑為木炭。

優點：操作簡單；缺點：滲速慢，勞動條件差。

（3）真空滲碳法

將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳氣體加熱滲碳。

優點：表面質量好，滲碳速度快。

滲氮的方法

（1）常用的氮化方法

氣體氮化法與離子氮化法。

氣體氮化法與氣體滲碳法類似，滲劑為氨。

離子氮化法是在電場作用下，使電離的氮離子高速沖擊作為陰極的工件。與氣體氮化相比，氮化時間短，氮化層脆性小。

（2）氮化的特點及應用

氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高；疲勞強度高。

因為氮化溫度低，氮化后不需進行熱處理，所以工件變形小。

因為表層形成的氮化物化學穩定性高，所以耐蝕性好。

氮化的缺點：工藝復雜，成本高，氮化層薄。多用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。

滲氮與滲碳相比：

滲氮層硬度和耐磨性高于滲碳層，硬度可達69+72HRC，且在600~650°C高溫下仍能保持較高硬度；

滲氮層具有很多高的抗疲勞性和耐蝕性；

滲氮后不需要在進行熱處理，可避免熱處理帶來的變形和其他缺陷；

滲氮溫度較低，只適用于中碳合金鋼，需要較長的工藝時間才能達到要求的滲氮層。

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