滲氮用于提高鑄鐵的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗彎強度和耐蝕性,并明顯地改善球墨鑄鐵的滑動和跑合性能。對球墨鑄鐵、特殊含鋁滲氮鑄鐵及某些高合金鑄鐵采用
離子滲氮有很好的強化效果?;铱阼T鐵、白口鑄鐵、可鍛鑄鐵以及一般含鉻和鎳(不含鋁)的鑄鐵滲氮后硬度提高不多,但耐磨性有顯著提高。與鋼相比,由于鑄鐵含碳量和含硅量高,它們阻礙氮原子的擴散,滲氮層較淺。但硅能與氮反應生成極硬的硅氮化合物Si
3N
4(HV1000左右),因此增強了鑄鐵的滲氮強化效果。為進一步提高鑄鐵的耐磨性,經(jīng)常采用離子氮碳共滲和氣體氮碳共滲處理。
鑄鐵的離子滲氮溫度一般比合金鋼高30-50℃,即在550-570℃左右。滲氮時間則根據(jù)零件對滲層深度的不同要求,從幾小時到十幾小時不等。在只要求耐磨性時,滲氮時間可以短些。在要求抗彎強度和疲勞強度時,滲氮深度的選擇最少與最大石墨片的大小相適應。
鑄鐵滲氮后,滲氮層由表層白色的氮化物層和次層黑色擴散層組成。ε相是碳氮化合物。氮勢增加,化合物層硬度、厚度均明顯增加。而擴散層深度則隨滲氮溫度、時間的增加而增厚,氮勢對其影響較小。