滲氮是在一定溫度下 (Ac1以下)，使活性氮原子滲入到模具工作表面并向內擴散，形成氮化物層的工藝過程。

　　滲氮可獲得較高的表面硬度 (1000～1200HV)和耐磨性，并能保持到600℃左右而無明顯下降;具有較好的抗疲勞強度和耐蝕性;滲氮處理的溫度較低且不再進行其它熱處理，所以工件變形小，適合于精密模具的表面強化處理;滲氮層厚度小于0.7mm，脆性較大，因此只適合于含鉻、鉬等合金鋼。

　　目前主要應用的滲氮方法是氣體滲氮和離子滲氮兩種。氣體滲氮是將已經除油凈化了的模具零件置于通有***的井式滲氮爐內，加熱至滲氮溫度后保溫，氨在加熱溫度下將分解出活性氮原子，被工件表面吸收而形成固溶體和氮化物。

　　滲氮工藝分為一段、二段和三段滲氮法。其中一段滲氮法是在480～530℃的溫度范圍內，長時間保溫的滲氮過程;二段滲氮法是先采用較低的溫度，通常為490～530℃滲氮一段時間，然后提高滲氮溫度 (提高到530～560℃)，再滲氮一段時間。二段滲氮是目前生產中普遍采用的方法，與一段滲氮法相比其優點是滲氮速度快，滲氮層脆性小，缺點是滲層硬度低。

　　三段滲氮法是指在三個不同的溫度段，分別進行滲氮的處理過程。***階段的滲氮溫度在490～520℃范圍內;第二階段的滲氮溫度在560～600℃范圍內;第三階段的滲氮溫度在520～540℃范圍內。此方法具有較高的滲氮層硬度和較短的滲氮周期，但滲氮層組織比較粗大。

　　滲氮保溫時間較長，具體時間則取決于對滲層厚度的要求和滲氮溫度的高低，一般為10～30h。若采用二段滲氮法時，可按0.01～0.012mm/h計算。

　　下面介紹幾種典型材料制成的模具的滲氮工藝規范。

　　30CrMnSiA鋼采用一段表面處理法，滲氮溫度為500℃士5℃，保溫時間為25～30h，氨分解率為20%～30%，滲氮層厚度為0.2～0.3mm，表面硬度大于58HRC。

　　C***MOV鋼采用二段處理法，***階段的滲氮溫度為480℃，第二階段的滲氮溫度為530℃。***階段的保溫時間是18h，第二階段的保溫時間是25h。***階段氨的分解率為14%～27%，第二階段氨的分解率為36%～60%。滲氮層厚度小于或等于0.2mm，表面硬度為720～860HV。

　　40Cr鋼若采用一段法，滲氮溫度為490℃，保溫時間為24h，氨的分解率為15%～35%，滲氮層厚度為0.2～0.3mm，表面硬度大于或等于600HV。若采用二段法，***階段的滲氮溫度是480℃士10℃，保溫時間為20h，氨的分解率為20%～30%，滲氮層厚度為0.3～0.5mm，表面硬度大于或等于600HV。第二階段的滲氮溫度為500℃士10℃，保溫時間是15～20h，氨的分解率為50%～60%，其它則和***階段相同。

　　4Cr5MOV1Si(H13)鋼，采用一段處理法，其滲氮溫度為530～550℃，保溫時間為12h，氨的分解率為30%～60%，滲氮層厚度為0.15～0.2mm，表面硬度為760～800HV。

　　離子滲氮是輝光離子滲氮的簡稱，該方法是將被滲氮的工件放在密閉的真空容器，在內加熱到350～570℃，真空度為2.6Pa，充入一定比例的氮、氫混合氣體或***，其氣壓在70P亂左右。其工作原理如圖3-8所示，工件作為陰極，在真空容器內相對一定的距離設置陽極，在兩極加以400～1000V直流電壓，使之產生輝光放電，根據滲氮溫度的不同電流密度一般為0.5～3mA/cm2，在高壓電場作用下氣體介質發生電離而產生高能離子，并以極高的速度轟擊工作表面，使氮離子轉換為氮原子而滲入工作表面，然后經過擴散形成滲氮層。由于氮氣電離發生淺紫色輝光，因此稱為輝光離子滲氮。

　　與氣體滲氮相比較，離子滲氮層的韌性和抗疲勞強度顯著提高，且滲氮速度快，獲得同樣厚度滲層只需氣體滲氮時間的1/4～1/2;對材料的適應性強，各種鋼材、鑄鐵和有色金屬都能進行離子滲氮。常用模具鋼的離子滲氮工藝見表3-8。

　　來源：《模具制造基礎》