4.碳氮共渗

碳氮共渗是在模具零件表层同时渗入碳、氮的热处理过程。与单一渗碳相比，碳氮共渗有许多特点，如碳氮共渗温度较渗碳温度低，因而共渗过程中奥氏体晶粒较细小，共渗后一般可直接淬火。因此简化了生产工序，节约能源，并减少了模具零件的变形。

（1）碳氮共渗的分类

1）碳氮共渗根据使用介质的物理状况不同，可以分为气体碳氮共渗，液体碳氮共渗、固体碳氮共渗三类。

2）根据共渗温度的不同，又可分为低温（500～600℃）、中温（700～800℃）和高温（900～950℃）碳氮共渗三种。其中低温碳氮共渗即目前广泛应用的氮碳共渗（软氮化）法，其表层主要以渗氮为主，用以提高模具零件的表面耐磨性和抗咬合性；中温碳氮共渗，其目的与渗碳相似，主要是提高模具零件的表面硬度，它与渗碳相比，将使零件具有更好的耐磨性和抗疲劳性能；高温碳氮共渗，以渗碳为主。在我国热处理厂家中以中温气体碳氮共渗和氮碳共渗应用较广。

（2）中温气体碳氮共渗

中温气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。目前在热处理生产中常用的方法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油，使其热分解出渗碳气体，同时向炉中通入氨气。在共渗温度下，煤气与氨气除了单独进行渗碳和渗氮的作用外，它们相互之间还可发生化学反应产生活性碳、氮原子。可采用渗碳富化气（甲烷、丙烷、城市煤气等）+氨、三乙醇胺、丙酮+甲醇+尿素等作为共渗剂。

碳氮共渗温度随钢种而异，一般在820～870℃范围内选择。碳氮共渗时间取决于渗层浓度、共渗温度、共渗介质及钢的化学成分。(https://www.daowen.com)

（3）氮碳共渗（软氮化）

氮碳共渗（软氮化）是在含有活性碳、氮原子的介质中同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的工艺。

1）气体氮碳共渗的工艺参数是氮碳共渗温度和时间以及渗入介质的活性和加入量，同样是根据模具的技术要求来选择。目前，热处理厂气体氮碳共渗的介质主要是：50%（体积分数）氨气+50%（体积分数）吸热型气体。

2）氮碳共渗的温度通常为530～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大溶解度。对于高速工具钢和高铬模具钢，为保持工件的整体强度和热硬性，氮碳共渗温度不能超过其回火温度。

3）氮碳共渗时间为1～6h。氮碳共渗后的工件一般采用快冷（油冷）。快冷不仅使工件表面色泽好，而且能进一步提高零件的疲劳强度。对于要求变形小的工件，氮碳共渗后应当缓冷。

4）氮碳共渗赋予工件耐磨损、耐疲劳、抗咬合和擦伤的性能，具有处理时间短、温度低、变形小的特点，而且不受钢种限制，适用于碳素钢、合金钢、铸铁及粉末冶金等材料。现已普遍地用于对模具、量具、刃具以及耐磨零件进行化学热处理，并获得了良好的效果。