浙江至德鋼業(yè)有限公司對(duì)不銹鋼零件進(jìn)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(jīng)常進(jìn)行清理,而且氣體滲氮時(shí)間長(zhǎng),滲氮層淺,所以一些熱處理工廠(chǎng)對(duì)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(wèn)題,而且滲氮時(shí)間大大縮短。
液體軟滲氮,最初是在熔融的氰鹽中進(jìn)行的。為了提高鹽浴的活性,將干燥后的空氣或氧氣通入鹽浴中,這不但起攪拌作用,而且還加速了氰鹽的氧化,使其變成氰酸鹽,進(jìn)而分解出活性碳、氮原子,從而加速滲氮過(guò)程。經(jīng)570℃保溫1.5~2h處理后,低碳鋼可以獲得0.046mm左右的滲層。
因氰鹽具有劇毒,已經(jīng)被禁止使用。為此,我國(guó)廣大熱處理科技工作者經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),研究出原料無(wú)毒(尿素),而且無(wú)需向鹽浴中通入空氣的液體軟滲氮法,其配比的成分見(jiàn)表3-19。
根據(jù)所采用的設(shè)備、坩堝的容量及其熔鹽的利用率(45%~50%),按配方進(jìn)行鹽浴的配制。先將尿素、碳酸鈉、碳酸鉀和氯化鉀4種鹽混合均勻,并把混合好的鹽放在坩堝中,首先加入約1/3坩堝的混合鹽,然后接通電源,開(kāi)足功率進(jìn)行熔化。熔化操作在450~500℃進(jìn)行。全部熔化后再將溫度升至滲氮溫度,取樣化驗(yàn)。當(dāng)熔鹽中的氰酸鹽含量為35%左右時(shí),便可把工件放入鹽浴中滲氮;當(dāng)鹽浴中的氰酸鹽降至30%以下時(shí),應(yīng)補(bǔ)充尿素加以調(diào)整。雖然以尿素為介質(zhì)的鹽浴原料無(wú)毒,但反應(yīng)產(chǎn)物(熔鹽)同樣具有毒性,因而在操作上應(yīng)采取安全措施。
在以尿素為主的鹽浴軟滲氮的基礎(chǔ)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(zhì)量分?jǐn)?shù)),CN-<0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。工作中無(wú)需通空氣攪拌,鹽浴無(wú)需空載陳化,可直接處理。
該工藝與QPQ工藝、商業(yè)鹽J-2、TF-1工藝相同。氣門(mén)經(jīng)低溫?zé)o毒鹽浴共滲(500℃×3h)和氧化復(fù)合處理(在160℃的氧化劑中保溫20min)后,其耐蝕性和外觀(guān)質(zhì)量?jī)?yōu)異,硬度均在50HRC以上,變形小。內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)500℃液體軟滲氮后的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3-20。