硫氮碳共滲實際上就是在氮碳共滲鹽中加入硫元素,工件表面在滲入氮、碳的同時滲入硫的工藝過程。目前,在專業廠提供的作為硫氮碳共滲的鹽中,已含有不小于1.5×10-3%~2×10-3%的S2-。
1. 液體(ti)硫氮碳共滲層組織及效果
在共滲過程中,以硫、氮為主滲人元素,所以,工件經硫氮碳共滲后,在最表面層有不大于10μm的FeS密集層,次表面層為含有FeS、Fe2(NC)、Fe3(NC)及Fe4N的共滲層,再向里為以氮為主的擴散層。碳只能以碳化物的形式(如Fe3C)存在于表面化合物層中。
由(you)于工件共滲(shen)層最外層有FeS存在,大大降低(di)了工件表面的(de)(de)摩(mo)(mo)擦(ca)系(xi)數(shu),從(cong)而提高(gao)了抗(kang)(kang)咬合和抗(kang)(kang)黏著(zhu)性能(neng)。在Falex摩(mo)(mo)擦(ca)試驗機上進行的(de)(de)試驗結果(guo)表明,ZGCr28鐵素體不(bu)銹鋼經硫氨碳(tan)共滲(shen)后(hou)的(de)(de)抗(kang)(kang)擦(ca)傷(shang)負荷比(bi)不(bu)處理(li)者(zhe)高(gao)6倍,比(bi)離子滲(shen)氨者(zhe)高(gao)41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不(bu)銹鋼經硫氮碳(tan)共滲(shen)后(hou)的(de)(de)抗(kang)(kang)擦(ca)傷(shang)負荷比(bi)未處理(li)者(zhe)提高(gao)2倍以(yi)上。
不銹鋼硫氮碳工藝及效(xiao)果參見表7-10。
2. 液(ye)體硫氮碳共滲(shen)生產的相關問題(ti)
液體硫氮碳共滲(shen)(shen)的工(gong)藝操作(zuo)、生(sheng)產(chan)安(an)全注意事項(xiang)、共滲(shen)(shen)可能(neng)產(chan)生(sheng)的缺陷及(ji)預防措(cuo)施(shi)等問題參見液體氮碳共滲(shen)(shen)的相關內容及(ji)表7-9。
另外,需要(yao)說明以下一些問題(ti)。
a. 共滲鹽浴中S2-的補充。在生產廠家提供的成品鹽中,已含有不小于1.5x10-3%~2x10-3%的S2-,但在使用中,S2-會消耗,使含量降低,所以,應適時進行補充。在生產現場對S2-的化驗比較困難,S2-的補充可依據經驗進行。在正常使用情況下,每24h,按每100kg熔鹽添加2~4g的K2S。
b. S2-含量的控制。根據處理工件使用的主要功能來考慮S2-的含量控制。
工件以提高減摩性能,提高抗擦傷、抗咬合性能為主時,鹽浴中的S2-含量可控制為大于2×10-3%;以提高耐磨、抗疲勞性能為主時,鹽浴中的S2-含量控制在0.5×10-3%~1.5×10-3%即可。
c. K2S在鹽浴中有降低CN-的作用。在硫氮碳共滲鹽浴中,K2S的存在還會發生以下化學反應
通過這些化學反應,可使鹽浴中有毒的CN-下降。有研究表明:由于K2S的作用,可使共滲鹽浴中的CN-的含量從2.5%~3.0%下降至0.1%~0.8%。