浙江至德鋼業有限公司對不銹鋼零件進行氣體滲氮,首先需要清除鈍化膜,然后在爐中加入氯化銨,但往往造成排氣孔堵塞,需經常進行清理,而且氣體滲氮時間長,滲氮層淺,所以一些熱處理工廠對小型薄片不銹鋼零件往往采用液體軟滲氮,從而較好地解決了不銹鋼小零件的滲氮問題,而且滲氮時間大大縮短。
液體軟滲(shen)氮,最初是在(zai)熔(rong)融的(de)(de)氰(qing)鹽(yan)(yan)(yan)中(zhong)進行的(de)(de)。為了提高鹽(yan)(yan)(yan)浴的(de)(de)活性,將(jiang)干燥后的(de)(de)空氣或氧氣通入鹽(yan)(yan)(yan)浴中(zhong),這不但起(qi)攪拌作用(yong),而且還加(jia)速(su)了氰(qing)鹽(yan)(yan)(yan)的(de)(de)氧化,使其變成氰(qing)酸鹽(yan)(yan)(yan),進而分(fen)解(jie)出活性碳、氮原子(zi),從而加(jia)速(su)滲(shen)氮過程。經570℃保溫1.5~2h處(chu)理后,低(di)碳鋼可以獲得0.046mm左右的(de)(de)滲(shen)層(ceng)。
因氰鹽具有劇毒,已經被禁止使用。為此,我國廣大熱處理科技工作者經過反復試驗,研究出原料無毒(尿素),而且無需向鹽浴中通入空氣的液體軟滲氮法,其配比的成分見表3-19。
根據所采(cai)用的(de)(de)(de)設備、坩(gan)堝(guo)的(de)(de)(de)容(rong)量(liang)及其熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)利用率(lv)(45%~50%),按(an)配方(fang)進行(xing)鹽(yan)(yan)(yan)浴(yu)的(de)(de)(de)配制。先將(jiang)(jiang)尿(niao)素、碳酸鈉、碳酸鉀和氯(lv)化鉀4種鹽(yan)(yan)(yan)混(hun)合(he)均(jun)勻,并把混(hun)合(he)好的(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)(yan)放(fang)在(zai)坩(gan)堝(guo)中,首(shou)先加入約1/3坩(gan)堝(guo)的(de)(de)(de)混(hun)合(he)鹽(yan)(yan)(yan),然后接通(tong)電源,開足功(gong)率(lv)進行(xing)熔(rong)(rong)化。熔(rong)(rong)化操作在(zai)450~500℃進行(xing)。全部(bu)熔(rong)(rong)化后再將(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)度升至滲氮(dan)溫(wen)(wen)度,取樣化驗。當熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)中的(de)(de)(de)氰酸鹽(yan)(yan)(yan)含量(liang)為(wei)35%左(zuo)右(you)時,便可(ke)把工件(jian)放(fang)入鹽(yan)(yan)(yan)浴(yu)中滲氮(dan);當鹽(yan)(yan)(yan)浴(yu)中的(de)(de)(de)氰酸鹽(yan)(yan)(yan)降(jiang)至30%以(yi)(yi)下時,應補充尿(niao)素加以(yi)(yi)調整。雖然以(yi)(yi)尿(niao)素為(wei)介質的(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)(yan)浴(yu)原料無(wu)毒(du),但反(fan)應產物(熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan))同樣具有毒(du)性,因而(er)在(zai)操作上應采(cai)取安全措施。
在以尿素為主的鹽浴軟滲氮的基礎上,又研究出一種在500℃氮碳共滲的最佳配方比,即鹽浴的CNO(35±2)%(35±2)%(質量分數),CN-<0.5%(質量分數)。工作中無需通空氣攪拌,鹽浴無需空載陳化,可直接處理。
該工藝(yi)與(yu)QPQ工藝(yi)、商業鹽J-2、TF-1工藝(yi)相同。氣門(men)經(jing)低(di)溫無毒鹽浴共滲(500℃×3h)和氧(yang)化(hua)復合處(chu)理(在160℃的氧(yang)化(hua)劑中(zhong)保(bao)溫20min)后(hou)(hou),其耐蝕性和外觀質量優異(yi),硬度均(jun)在50HRC以(yi)上,變形小。內燃(ran)機(ji)氣門(men)500℃液體軟滲氮后(hou)(hou)的測定結果(guo)見(jian)表3-20。