碳氮共滲是向工件的表面同時(shí)滲入碳和氮，并以滲碳為主的化學(xué)熱處理工藝。因?yàn)榧骖櫫藵B碳和滲氮的優(yōu)點(diǎn)，所以在模具上也有應(yīng)用。

　　碳氮共滲的方法有液體碳氮共滲和氣體碳氮共滲。目前生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的有低溫氣體氮碳共滲和中溫氣體碳氮共滲兩種方法。生產(chǎn)中所說的氣體碳氮共滲就是指中溫氣體碳氮共滲。

　　碳氮共滲的主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性和疲勞極限。

　　氣體碳氮共滲的介質(zhì)實(shí)際上就是滲碳和滲氮用的混合氣體。目前我國生產(chǎn)中最常用的是在井式氣體滲碳爐中滴入煤油（或甲苯、丙酮等滲碳劑），使其熱分解出滲碳?xì)怏w，同時(shí)往爐中通入滲氮所需的氨氣。在共滲溫度下，煤油與氨氣除了單獨(dú)進(jìn)行前述的滲碳和滲氮作用外，它們相互間還可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生生活性碳、氮原子。此外，有些工廠也采用有機(jī)液體三乙醇胺、甲酰胺和甲醇+尿素等共滲介質(zhì)，作為滴入劑進(jìn)行碳氮共滲。活性碳、氮原子被工件表面吸收，并逐漸向內(nèi)部擴(kuò)散，結(jié)果獲得了一定深度的碳氮共滲層。

　　氣體滲氮共滲溫度隨鋼種而異，常采用820-860℃，碳氮共滲時(shí)間取決于滲層深度、共滲溫度、所用的共滲介質(zhì)及鋼的化學(xué)成分。一般低碳鋼和低碳合金結(jié)構(gòu)鋼采用850℃碳氮共滲時(shí)，共滲時(shí)間與滲層深度的關(guān)系如下表

　　在一般情況下，由于碳氮共滲溫度比滲碳低，因此共滲后就可直接淬火，然后再低溫回火。

　　氣體碳氮共滲的特點(diǎn)如下：

　　1共滲層經(jīng)熱處理后獲得含氮馬氏體和少量氮化物，故比滲碳層熱處理后具有更高的硬度、耐磨性，同時(shí)還有一定的抗腐蝕性能，以及由于共滲層存在殘余壓應(yīng)力而提高了鋼的疲勞極限，與滲氮層相比，共滲層的深度要不滲氮層深，表面脆性小，抗壓強(qiáng)度較好——共滲層的力學(xué)性能兼有滲碳層和滲氮層的優(yōu)點(diǎn)。

　　2由于碳、氮的滲入都能降低鋼的相變點(diǎn)A1和A3,故共滲溫度比單獨(dú)滲碳低，奧氏體晶粒不會明顯長大，保證了零件的心部強(qiáng)度，并減小了零件的淬火變形。——碳氮共滲使共滲層的奧氏體相變溫度降低。

　　3 C曲線右移，滲層的淬透性提高，這樣共滲后不僅可以用冷卻速度較緩慢的介質(zhì)進(jìn)行淬火以減小變形外，還可以用較便宜的碳素鋼代替低合金鋼制作某些模具。——氮的滲入使共滲層的奧氏體穩(wěn)定性提高。

　　4 氣體碳氮共滲的速度顯著大于單獨(dú)滲碳或滲氮的速度，因而可縮短生產(chǎn)周期。但由于氣體碳氮共滲的滲層深度一般不超過0.8mm,所以不能滿足承受很高壓強(qiáng)和要求厚滲層的零件。

　　碳氮共滲適用于基體具有良好韌性，而表面硬度高、耐磨性好的模具零件。塑料模具、陶瓷模中的凸模、凹模和型芯等型腔不部位零件，以及沖裁模中的凸模和凹模等零件，有些就適合采用碳氮共滲處理。如45鋼制切邊模，850℃碳氮共滲4h,淬火并180℃回火，表面硬度927HV,使用壽命可達(dá)1.5萬件，與Cr12MoV鋼制的同樣模具經(jīng)類似處理后的使用壽命相等。本文由模具鋼材廠家原創(chuàng)，請勿轉(zhuǎn)載。