液体渗碳工艺及盐浴成分分析

液体渗碳是在熔融状态的盐浴渗碳剂中进行渗碳的工艺。液体渗碳所用的设备简单，渗碳速度快，灵活性大，渗碳后便于直接淬火，适合于处理中小型零件。

1.液体渗碳用盐

液体渗碳盐浴一般由中性盐和渗碳剂组成，中性盐一般不参与渗碳反应，主要起调整盐浴密度、熔点和流动性的作用。表6-15列出了几种液体渗碳用盐的成分和渗碳效果。

表6-15 几种液体渗碳的盐浴组成和渗碳效果

（续）

① 603渗碳剂组成（质量分数）为：NaCl5%，KCl10%，Na₂CO₃15%，（NH₂）2CO20%，木炭粉（粒度0.154mm）50%。

② 渗碳剂组成（质量分数）为：木炭粉（粒度0.280～0.154mm）70%，NaCl30%。

③ SiC颗粒尺寸为0.70～0.355mm。

传统的渗碳盐浴以NaCN为供碳剂，使用过程中CN-不断消耗，老化到一定程度后取出部分旧盐，添加新盐，增加盐浴CN-活性。这种盐浴相对易于控制，渗碳件表面的碳含量也较稳定，但氰盐有剧毒。近年来发展的低氰渗碳盐浴使NaCN含量保持在0.7%～2.3%（质量分数），并具有较快的渗碳速度及合适的表面碳含量，应用较为普遍。无NaCN型渗碳盐浴，常用木炭粉、SiC或两者并用作为供碳剂，但在使用过程中易产生沉渣或漂浮物，造成盐浴成分不均匀，使用时可将木炭粉、SiC等用黏结剂制成一定密度的中间块。

2.液体渗碳工艺

液体渗碳温度及盐浴活性是决定渗碳速度和表面碳含量的主要因素。对于渗碳层薄及变形要求严格的工件，可采用较低的渗碳温度（850～900℃）；对于要求渗碳层厚者，则渗碳温度应高一些（910～950℃）。在温度一定的条件下，渗碳保温时间由渗碳层深度要求确定。液体渗碳时间对渗碳层深度的影响如图6-6所示，液体渗碳温度对渗碳层深度的影响如图6-7所示。

(www.xing528.com)

图6-6 液体渗碳时间对渗碳层深度的关系

图6-7 液体渗碳温度对渗碳层深度的影响

液体渗碳工件在渗层深度达到要求后可采取下列方式冷却：

1）随炉降温或将工件移至等温槽中预冷，然后直接淬火（预冷温度应高于心部铁素体析出的温度）。

2）等温槽预冷后，工件出炉空气冷却或压缩空气冷却（预冷目的是为了减少表面脱碳及氧化，此时等温槽温度可低至650～750℃），然后重新加热淬火。

3.液体渗碳操作要求

1）新配制的盐或使用中添加的盐应预先烘干，并搅拌均匀。

2）定期检测、调整盐浴的成分。一般应每天分析一次盐浴成分，按照NaCN的剩余量，计算并添加NaCN至2.3%～2.5%（质量分数），BaCl₂的添加量为NaCN的4～5倍。

3）定期放入渗碳试样，随工件渗碳淬火及回火，并按要求对试样进行检测。

4）工件表面若有氧化皮、油污等，进炉之前应予去除，并应保持干燥。工件及夹具进入盐浴前在300～400℃炉子中预热，防止带入水分引起熔盐飞溅，并可减少渗碳盐浴的温度波动。

5）渗碳或淬火完毕后应及时清洗去除工件表面的残盐，以免引起表面腐蚀。

6）含NaCN的渗碳盐浴有剧毒，在原料的保管、存放及工人操作等方面都要严格规范，残盐、废渣、废水的清理及排放都应按有关环保要求执行。