本发明属化学热处理领域。 机械工程中普通存在摩擦磨损失效方面的问题，机械零、部件相对运动的摩擦副之间发生的摩擦磨损具有广泛的代表性。为了解决机械零件存在的这类问题，人们在材料和材料表面处理方面进行了许多研究工作，以改善相关零件的摩擦学特性。例如采用化学热处理方法，可在机械零件表面形成具有新的耐磨、减摩特性的渗层，从而提高机械零部件的使用寿命。
中国机械工程学报（V.123，NO、1，1987 P55-62）发表的胡以正等研究的无污染硫氮碳共渗所工艺，对45钢而言，所得渗层硬度≤HV0.05650，有很好的减摩，抗咬死和耐粘着磨损特性，但抗磨料磨损性差;已知的渗钒层硬度非常高，一般可达HV0.051800-2500，有很好的抗磨料磨损特性，但耐粘着磨损性差，并且已有的渗钒工艺均在800-1000℃的高温下进行，如日本新井透等人进行的研究工作（见日本“热处理”杂志15卷1号P8-16，昭和50年2月），由于处理温度高，所以工件变形较大，其应用受到限制。
本发明的目的是开发一种能在低温实施地、兼具抗磨料磨损和耐粘着磨损、减摩、抗咬死等综合摩擦学特性的化学热处理渗层。为此，提出本发明低温盐浴钒氮硫共渗工艺。
本发明钒氮硫共渗工艺的特征在于：共渗盐由含钒基盐（代号FJ，即工作盐）和再生盐（代号ZS）组成，该含钒基盐包括含钒化合物，尿素，碱金属碳酸盐，卤素化合物，含硫化合物和还原剂;该再生盐包括钒化合物，尿素和卤素化合物。所说的作为工作盐浴的含钒基盐的成分范围，按重量%是：
（NH2）2CO 25-50%
Na2CO320-30%
K2CO315-25%
Li2CO32-8%
NaF+NaCl 5-11%
钒化合物+硫化合物 1-5%
+还原剂
其中还原剂为铝和/或稀土。
所说的再生盐的成分范围，按重量%是：
尿素 65-85%
钒化合物 10-20%
卤素化合物 5-20%
共渗处理温度为530-600℃。采用普遍外热式坩埚热处理炉即可对工件进行共渗处理。根据熔盐重量和工件装炉量等具体情况，每连续或累计工作12～36小时，用再生盐调整工作盐浴一次，以保持工作盐浴必要的活性。
按本发明共渗工艺处理的W18Cr4V高速钢刀具，渗层硬度HV0.05≥1400，处理的45＃钢工件，渗层硬度HV0.05≥920，该共渗层经X射线衍射分析，确有含钒相存在，用电子扫描检测的钒、氮、硫元素分布示于图1。
按本发明获得的钒氮硫共渗层具有优良的减摩、耐粘着磨损、抗磨料磨损、抗擦伤、抗咬死等综合摩擦学特性，并且对与其配副的未经表面处理的偶件有显著的保护作用，亦即使配副件磨损量降低，减摩性能提高。
本发明的优点是：
1.处理温度低，工件基体无相变且尺寸和几何形状的变化量很小;
2.共渗盐浴中的CN-浓度可控制在0.4%以下，能实现无污染作业;
3.与硫氮碳共渗层相比较，由于钒的渗入而大幅度提高了渗层硬度;
4.渗层的减摩，耐粘着磨损、抗磨料磨损、抗擦伤、抗咬死等综合摩擦字性能优良。
附图说明：
图1是用电子扫描检测绘出的本发明之共渗层的钒氮与硫的分布。
图1-a是钒元素线扫描;
图1-b是氮元素线扫描;
图1-c是硫元素线扫描。
实施例1：
处理材料：45钢
盐浴成分：
（NH2）2CO 30-40%
Na2CO325%
K2CO318%
Li2CO35%
NaF+NaCl 10%
钒化合物+硫化物+还原剂 4%
处理工艺：580℃×4小时
结果：渗层化合物层深18μm，扩散层深度≥0.6mm，化合物层硬度HV0.05945
实施例2
处理材料：W18Cr4V
盐浴成分：（NH2）2CO 25-35%
Na2CO330%
K2CO320%
Li2CO36%
NaF+NaCl 10%
钒化合物+硫化物+还原剂 4%
处理工艺：560℃×4小时
结果：渗层化合物层深10μm，扩散层深度≥0.1mm，化合物层硬度HV0.051450。
实施例3
处理材料：HT20-40
盐浴成分：（NH2）2CO 32-40%
Na2CO320%
K2CO322%
Li2CO37%
NaF+NaCl 8%
钒化合物+硫化物+还原剂 3%
处理工艺 550℃×4小时
结果：渗层化合物层深12μm，扩散层深≥0.1mm，化合物层硬度HV0.05920。