1. 液(ye)體(ti)氮碳共滲設備(bei)
液體氮碳共滲設(she)備一般采(cai)用(yong)帶有不銹鋼坩堝(guo)的井式電爐。坩堝(guo)內鹽浴溫度(du)波動范圍(wei)不應大于(yu)±10℃。
液體(ti)氮(dan)碳(tan)共滲爐應配備有抽風裝置(zhi)，能有效地(di)將熔鹽產生的廢氣排出(chu)室外。
除共(gong)滲爐外，應有配套的預(yu)熱爐，將(jiang)清(qing)洗后(hou)的工(gong)件經過預(yu)熱，再裝人共(gong)滲爐，以防止工(gong)件人爐降低鹽浴溫度(du)。預(yu)熱溫度(du)一(yi)般為150~300℃。
還應配備熱油浴(yu)爐，可控制油溫在100~120℃之間。油浴(yu)爐既(ji)可作(zuo)為共滲工(gong)件(jian)的冷卻，也可作(zuo)為零(ling)件(jian)共滲清洗烘干后(hou)的浸油處理，以(yi)提高工(gong)件(jian)的表面(mian)質量。
對于(yu)有(you)更(geng)高質量(liang)要求的(de)零(ling)件，共(gong)滲后可在(zai)350℃左右(you)的(de)氧(yang)化(hua)浴中冷卻，為此，應設置氧(yang)化(hua)浴爐(lu)。氧(yang)化(hua)浴爐(lu)的(de)條件類似于(yu)共(gong)滲爐(lu)。
2. 液體(ti)氮碳(tan)共(gong)滲介(jie)質
由(you)于毒性較(jiao)大，直接使用NaCN和(he)(he)KCN已被限制，目前(qian)，多數(shu)熱處理廠或者(zhe)使用由(you)專業生(sheng)產(chan)廠生(sheng)產(chan)的成品基鹽(yan)和(he)(he)調整(zheng)鹽(yan)，或者(zhe)使用以尿素、碳酸鹽(yan)為主的混(hun)合鹽(yan)。
①. 成品基鹽(yan)、調整(zheng)鹽(yan)（再生鹽(yan)）
這(zhe)里的(de)基鹽(yan)、調(diao)整(zheng)鹽(yan)指(zhi)由專業生(sheng)產廠將尿素、碳酸(suan)鹽(yan)為(wei)主的(de)混(hun)合(he)(he)物(wu)經(jing)熔化(hua)后(hou)再冷卻而(er)獲得的(de)固(gu)體塊狀或顆粒狀成品(pin)物(wu)，而(er)不是只將幾種原料機械混(hun)合(he)(he)供(gong)貨(huo)的(de)混(hun)合(he)(he)物(wu)。
a. 基(ji)鹽的主要成(cheng)分為
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其余為以Na+、K+為主(zhu)的金屬離子(zi)。
熔點為410~430℃,熔融態比重約為1.75g/cm3.
調整鹽則是比基鹽的CNO-含量更高的物料，主要用于補充、調整已經使用過而且CNO-含量下降到工藝要求下限的鹽浴，使鹽浴中CNO-的含量恢復到工藝規定的范圍。
b. 基鹽(yan)的(de)熔化
首次熔(rong)鹽(yan)時，將基鹽(yan)放(fang)(fang)入(ru)坩(gan)堝內，放(fang)(fang)入(ru)量可(ke)控制(zhi)在坩(gan)堝容量的(de)1/3~1/2,將坩(gan)堝控制(zhi)溫度(du)設(she)定在（520±10)℃的(de)范圍(wei)，待坩(gan)堝內基鹽(yan)全(quan)部熔(rong)化后，再緩慢放(fang)(fang)入(ru)其余基鹽(yan)（添加的(de)基鹽(yan)不可(ke)太(tai)潮濕(shi)和太(tai)涼(liang)，以防迸濺(jian)），直到預(yu)定量的(de)基鹽(yan)全(quan)部熔(rong)化，調(diao)整(zheng)鹽(yan)浴溫度(du)達到工藝要求(qiu)的(de)溫度(du)，并在此溫度(du)空(kong)載運行約4h后方可(ke)投入(ru)生產。
此(ci)時熔鹽(yan)浴的CNO-濃度為37%~40%。
C. 鹽浴的(de)調整(zheng)。
當鹽浴工作一定時間后，由于［N]、［C]的消耗，鹽浴中的CNO-降低，CO2-3升高，當CNO-低于規定值時，氨碳共滲效果減弱，滿足不了要求，而且，CO2-3的升高不但降低了鹽浴的流動性，還會使滲層表面產生疏松。所以，當鹽浴中CNO-接近工藝規定的下限時，應用調整鹽對鹽浴進行調整。
添加(jia)的調(diao)整鹽重量可按下面的經(jing)驗公式計算
G=1.15(Y-X) M/100
式中：G為需(xu)添加的調(diao)整鹽(yan)重量(liang)，kg;
Y為(wei)預(yu)定調整后的鹽浴中CNO-百分數(shu)；
X為調(diao)整前(qian)鹽(yan)浴中CNO-百分數(shu)；
M為鹽浴重(zhong)量，kg;
（鹽(yan)浴比重約為1.75g/cm3)
例如(ru)，坩堝內徑50cm,熔(rong)鹽(yan)深度80cm,則此時(shi)熔(rong)鹽(yan)重量為：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調整前鹽浴(yu)中的CNO-=33%,即X=33
設定調整后(hou)鹽(yan)浴中的CNO=36%,即(ji)Y=36
則應加調整(zheng)鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如果鹽浴中(zhong)的(de)CN-升高(gao)(gao)了，為降低CN-,可通入(ru)壓縮空(kong)氣，使(shi)CN-加速氧化(hua)而降低。當(dang)然，這(zhe)時鹽浴中(zhong)的(de)CNO-含量也有升高(gao)(gao)的(de)變(bian)化(hua)。
根據經驗，CO2-3可不化驗，因為一般情況下，CNO-%+CO2-3%≈56%.
②. 混合鹽
氮(dan)碳共滲(shen)用(yong)混(hun)合鹽(yan)指熱(re)處理廠(chang)自行采購符(fu)合標準的尿素、碳酸鹽(yan)及(ji)其(qi)他(ta)輔(fu)助用(yong)料，按(an)(an)比(bi)例混(hun)合的混(hun)合物料。也有的材料廠(chang)將按(an)(an)比(bi)例混(hun)合好的基鹽(yan)、調整鹽(yan)未經熔化而提供給熱(re)處理廠(chang)，熱(re)處理廠(chang)放(fang)入爐(lu)內熔化后(hou)使用(yong)。
目前，自行配制的氮(dan)碳共滲混(hun)合鹽(yan)配方較(jiao)多(duo)，這里介紹(shao)其中一種。
a.配方為
（NH2)2CO(尿素）：Na2CO3:KCI:KOH=45:35:10:10
上述配方中，（NH2)2CO和Na2CO3為主原料(liao)(liao)，二(er)者(zhe)通過加(jia),熱引(yin)起化學反(fan)應，生成NaCNO,熔化時（NH2)2CO比Na2CO3，損失大一些，前者(zhe)所占(zhan)比例(li)(li)比二(er)者(zhe)平衡反(fan)應需(xu)占(zhan)比例(li)(li)偏大。配方中的(de)(de)KCI和KOH作為輔助用料(liao)(liao)加(jia)入，可提高鹽浴的(de)(de)流動性和穩定性，也(ye)對共滲層質量產(chan)生積極的(de)(de)影響。
b. 混合鹽的熔化
將按比(bi)例混(hun)合好的(de)鹽(yan)加(jia)入坩堝，占坩堝深度(du)的(de)3/4左右，通電升溫(wen)，可(ke)定(ding)溫(wen)度(du)在480~500℃,待鹽(yan)逐漸熔化變成液體，鹽(yan)面(mian)下沉時(shi)，再(zai)逐漸添加(jia)其余(yu)鹽(yan)，力(li)求保持原鹽(yan)面(mian)高度(du)，直至預定(ding)鹽(yan)全部(bu)熔化成液體，將溫(wen)度(du)調至540~560℃保持4h后(hou)，再(zai)放工件開始工作。
這種(zhong)混(hun)合散裝鹽的熔(rong)化(hua)比(bi)成品鹽的熔(rong)化(hua)更麻煩，熔(rong)化(hua)過程(cheng)中有大(da)量的廢氣產生(sheng)，對周圍環(huan)境及(ji)操作者帶來不利的影(ying)響(xiang)，另外，散裝混(hun)合鹽熔(rong)化(hua)時損(sun)失大(da)、利用率(lv)低。
c. 鹽浴的調整
這(zhe)種鹽(yan)浴的調(diao)整(zheng)相對于成(cheng)品鹽(yan)鹽(yan)浴調(diao)整(zheng)比較困難。
由于共滲零件時消耗了大量的［N]和［C],使鹽浴中的CNO-降低、CO2-3升高。CN-升高，鹽浴的流動性變差，所以，調整鹽浴的目的就是提高CNO的含量，降低CO2-3的含量，使其恢復到工藝要求的范圍。所以，這種鹽浴的調整主要是添加（NH2)2CO,使其參加與鹽浴中的Na2CO3進行反應，達到調整鹽浴成分的目的。添加尿素的重量，可以參照成品調整鹽的計算公式，但需將系數1.15變為3。
用尿(niao)素(su)調整鹽浴(yu)時要緩(huan)慢加(jia)入，且攪拌鹽浴(yu)，以保證添加(jia)的(de)尿(niao)素(su)能充分發揮作(zuo)用，減少損失。
為(wei)保持鹽浴的(de)流動性(xing)和穩定性(xing)，也應適當添加KCI和KOH。調(diao)整鹽浴時，可降低鹽浴的(de)溫(wen)度(du)（500~520℃),待(dai)添加物全部熔化后，再(zai)升到工藝要求的(de)溫(wen)度(du)。
3. 液體氨碳共滲工件的預先(xian)處理
參見本章第(di)一節不銹鋼氣體滲氮零(ling)件(jian)預先處(chu)理(li)的有關(guan)內容。
4. 共滲(shen)前的生(sheng)產準備
每爐(lu)應(ying)配(pei)備檢查試塊，試塊應(ying)與工件(jian)同(tong)材(cai)質并(bing)經過相同(tong)的(de)工藝程序，表(biao)面(mian)粗糙度(du)不(bu)大(da)于Ra 0.4μm。
待(dai)滲(shen)工(gong)件(jian)表(biao)面不得有脫(tuo)碳(tan)層、銹(xiu)斑、劃痕、尖角、銳邊，表(biao)面最好經過加工(gong)。
工件共滲面共滲后(hou)原則上不允(yun)許磨削(xue)，必需磨削(xue)時，磨削(xue)量不應(ying)大于0.05mm。
共滲工件(jian)應選(xuan)擇合適的工裝，細長件(jian)應吊掛。
裝爐前應認真檢查設備及控制裝置，保(bao)證其完好。
5. 液(ye)體氮碳共(gong)滲(shen)工(gong)藝(yi)及操(cao)作要點
液體(ti)氮碳共滲(shen)的主(zhu)要工藝流(liu)程(cheng)是(shi)：工件(jian)清理－裝卡－預熱－共滲(shen)處理－冷卻－清洗 烘干 - 浸(jin)油。
①. 工件清理
去除工件(jian)(jian)表面銹痕、油污(wu)，保證工件(jian)(jian)表面清潔。
②. 裝卡
依據工(gong)件形狀選擇卡(ka)（掛）具，保證工(gong)件待(dai)滲面不(bu)互相接觸(chu)，工(gong)件擺放(fang)均(jun)勻。
③. 預(yu)熱
工件(jian)人共滲爐前，應經300~350℃溫度預熱，保持時間(jian)不少于30min.
④. 共滲
預熱后的工件(jian)裝入熔鹽(yan)浴(yu)爐內，應(ying)保證工件(jian)浸人(ren)鹽(yan)浴(yu)中，工件(jian)之(zhi)間(jian)保留(liu)空隙(xi)，工件(jian)裝入量(liang)一般控(kong)制(zhi)在鹽(yan)浴(yu)重量(liang)的30%~40%.
鹽(yan)浴(yu)成分中，CNO-的控制(zhi)應根據共滲目的調(diao)整選擇：以提高減摩、抗(kang)咬(yao)死性(xing)能為主(zhu)要(yao)目的時(shi)，CNO-最好(hao)控制(zhi)在36%~40%之間；以抗(kang)磨損(sun)、提高耐磨性(xing)為主(zhu)要(yao)目的時(shi)，CNO-最好(hao)控制(zhi)在32%~36%之間。通常，CNO-控制(zhi)在34%~38%之間，各種性(xing)能均有較好(hao)的效果。
CNO-含(han)量不(bu)足會使滲層(ceng)深度(du)不(bu)夠、硬度(du)不(bu)足；CNO-含(han)量過高，可能引起滲層(ceng)表面質量不(bu)良，產生疏松。
共滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度；氨碳(tan)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)在(zai)530~580℃溫(wen)(wen)度之間(jian)都可(ke)進(jin)行(xing)，在(zai)實際生產時，根據材料種類、工件使用(yong)功能(neng)(neng)等因素確定，不(bu)銹鋼液體氮碳(tan)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)可(ke)選(xuan)用(yong)560~570℃.共滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度太(tai)低，共滲(shen)(shen)(shen)(shen)層深度偏淺，硬度偏低；溫(wen)(wen)度太(tai)高，表面可(ke)能(neng)(neng)產生疏松，溫(wen)(wen)度超(chao)過600℃,有可(ke)能(neng)(neng)因CN-升高、CNO-下(xia)降使鹽浴報廢。
共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)時(shi)間(jian)：隨(sui)著共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)間(jian)的(de)加長，滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)深度增(zeng)加，超過3h后，化(hua)合物(wu)層(ceng)深度增(zeng)加緩慢，而擴(kuo)散(san)層(ceng)深度則(ze)呈直線上升。共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)間(jian)還對滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)硬度產(chan)生影響，有試驗表明(ming)，共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)間(jian)超過3h,滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)表面硬度有下降的(de)趨勢，且滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)硬度峰值(zhi)隨(sui)時(shi)間(jian)的(de)加長內移，說明(ming)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)時(shi)間(jian)過長會引起表面化(hua)合物(wu)外(wai)層(ceng)產(chan)生疏松。所以，不銹鋼氮碳共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)間(jian)應依據材料及(ji)工件的(de)大小(xiao)，控制在60~180min。
⑤. 冷卻(que)
工件共滲(shen)完成后(hou)，出爐冷(leng)卻可采用空冷(leng)、油冷(leng)、水冷(leng)或氧化浴分(fen)級(ji)冷(leng)卻。
空(kong)冷可保(bao)證(zheng)工(gong)件有最小的冷卻變形(xing)。細長件、薄刃具件、易變形(xing)件常采用空(kong)冷。但空(kong)冷時(shi)表(biao)面(mian)易現花斑(ban)痕(hen)，且表(biao)面(mian)清(qing)理較困難。
油冷、水冷可(ke)使工件(jian)表面潔凈，在(zai)一定程度上提高了表面的抗疲(pi)勞性(xing)能，但(dan)易引(yin)起冷卻變形。
氧化鹽(yan)浴分級冷卻(que)可使(shi)工(gong)件(jian)(jian)表面生成(cheng)(cheng)Fe3O4薄膜(mo)，并(bing)將(jiang)從共(gong)滲爐內帶出的微量氰鹽(yan)氧化成(cheng)(cheng)無毒物，便于排放，同時也可徹底去除(chu)附著在(zai)工(gong)件(jian)(jian)表面的氰化物。
共滲后(hou)采用氧化鹽浴冷卻也是下面談到的QPQ處理的必須工序過(guo)程。
⑥. 清洗
冷卻后的共滲件應先(xian)用熱水(shui)煮(zhu)沸(fei)清洗(xi)(xi)，再用自來(lai)水(shui)沖洗(xi)(xi)，以去掉(diao)工件表面的殘鹽和微(wei)量(liang)氰(qing)化物(wu)。
⑦. 烘干
清洗后的工件(jian)最好在100~200℃溫度下緩慢烘干(gan)。
⑧. 浸油
烘干后的(de)工件(jian)在(zai)熱機油中浸(jin)泡10~15min,以保證工件(jian)表面光亮(liang)。
6. 液(ye)體氮碳(tan)共(gong)滲質量檢查
①. 外觀
共滲(shen)并清洗后的工件呈深灰或(huo)灰黑色（不(bu)(bu)銹(xiu)鋼或(huo)鑄鐵件），盲孔、狹縫處不(bu)(bu)得滯有殘鹽，工作面不(bu)(bu)得有碰傷、劃痕。
②. 硬度
表面硬(ying)度用(yong)低負(fu)荷維氏硬(ying)度計檢測，負(fu)荷量可(ke)采用(yong)1kg或(huo)(huo)5kg.檢測硬(ying)度應達到技(ji)術要求，并(bing)注(zhu)明采用(yong)負(fu)荷值(zhi)，如HV1或(huo)(huo)HV5等(deng)。
③. 共滲層深度
化合物層及擴散層深度的測(ce)量采用有關標(biao)準推薦(jian)的腐(fu)蝕劑和測(ce)量方法。
一般(ban)用(yong)金相法測量(liang)到針狀氮化物終了處(chu)即為擴散層。碳鋼件檢查時可將試(shi)塊在300℃保溫(wen)2小時后測量(liang)。
也可采用斷面(mian)硬度法(fa)，即由(you)試樣表面(mian)向心部測量顯微(wei)硬度（負荷100g).由(you)表面(mian)測至顯微(wei)硬度比心部，即基體硬度高30~50HV處為(wei)滲層部深度。
④. 滲層(ceng)脆性（滲層(ceng)致密度）
共(gong)滲(shen)(shen)層脆性可參照滲(shen)(shen)氮脆性檢(jian)驗(yan)方(fang)法和標準GB/T11354《鋼鐵零件(jian)共(gong)滲(shen)(shen)層深度測(ce)定和金相組織(zhi)檢(jian)驗(yan)》。
