本发明涉及一种镀铁和氮化工艺相结合的快速氮化表面处理技术。 镀铁工艺，目前广泛用在船舶、车辆、工程机械等修造业和其他行业，可用低廉的费用修复轴类、盘类、气缸等昂贵的磨损件。但镀铁层的耐磨性和耐热性远不如氮化层。常规氮化工艺，可使机件获得表面性能良好的氮化层，但费用昂贵。它对工件材质要求高，通常需用40Cr、38CrMoAl、18CrNiW等合金钢，而且氮化时间长、温度高、耗能多。如40Cr合金钢在510℃下氮化55小时，才能生成0.55～0.6mm厚的氮化层;由于温度高，工件易变形。而一般低碳钢因氮化后表面硬度只能达到HV220以下，不能用于磨损件。 本发明的特点是，利用镀铁层的结构，在＜480℃的条件下对镀铁层进行氮化，只需3～6小时，便可使0.7mm左右厚的整个镀层氮化。工件变形小。它可使原是非合金钢材质的机件的表面获得类似合金钢氮化层的性能，硬度在HV500以上，最高可达HV1000。氮化后的镀层，克服了原先镀铁层的缺点，具有特殊的显微组织，无脆性，有抗咬合性、高耐磨性和高耐热性。它比现行氮化工艺节省费用80%以上。 本发明的实质在于：1）利用镀铁层的超细晶结构和非晶态在加热过程中形成的微晶结构所提供的晶界扩散通道。如低温电镀铁层的晶粒直径为20～200 ，假设以200 计算，通常合金钢为8级晶粒度时晶粒平均直径为1.2×1050 左右，则镀铁层的晶界面积比合金钢大0.4×106倍，这就极大地增强了氮化扩散能力。2）利用镀铁层在加热析氢时形成的贯穿网状显微裂纹的新鲜表面所形成的扩散通道，使氮化的扩散路径不再象常规氮化那样仅垂直于工件表面，而是沿着显微裂纹渗入再垂直于裂纹表面向内扩散。氮化后的镀层形成一种特殊的显微组织。所有裂纹表面均形成ε相而膨胀，部分裂纹得到愈合。3）利用镀铁层呈超细晶粒状态，氮化物的弥散度极大，硬度高而无脆性。由于上述因素综合，促使氮化温度降低而速度加快。 本发明的工艺过程是：1）将工件按常规镀铁工艺（低温电镀铁、电刷镀铁或化学镀铁工艺）处理，形成具有超细晶结构和非晶态或贯穿 显微裂纹的镀铁层。例如采用低温电镀铁工艺，可用氯化亚铁单盐电解液，温度＜50℃，电流密度20A/dm2，镀到所需厚度，再经清洗、烘干，然后进行氮化。为了获得更优异的表面性能，必要时也可在镀铁时加入其他元素，形成铁基合金镀层。2）对镀铁层进行氮化，可在周期式氮化炉中，温度＜480℃，氮化时间根据镀层厚度和氮化温度确定。有两种工艺规范可供选择：其一是快速氮化规范，氮化温度稍高，仅需3～4小时;其二是低变形氮化规范，氮化温度稍低，也仅需5～6小时。 本发明的积极效果是：1）通过镀铁氮化可使普通低碳钢、铸铁、铝等材质的机件表面获得类似合金钢氮化层的性能，从而提高机件的修理质量、可靠性和寿命。2）制造新机件选用镀铁氮化工艺，可以实现快速氮化，并可用价格较低的材质达到较高的表面性能，大量节省能源和原材料。3）镀铁氮化，缩短了氮化时间，降低了氮化费用，可促使氮化这种先进工艺进一步得到普及和推广。 本发明适合于船舶、车辆、工程机械等修造业以及某他行业的企业实施，作为对现行镀铁、氮化工艺的补充。今后可作为设计和制造各种机械零部件尤其是磨损件的一种新型技术。鉴于本发明使用范围较广、经济效益较好，建议由国家组织实施和推广。