铁素体氮碳共渗-盐浴氮碳共渗

2018-11-21 19:56 作者:管理员8 来源:未知 浏览: 字号:
1.1盐浴氮碳共渗
 
    盐浴氮碳共渗是在20世纪40年代后期由液态氰化演变而成。由于该工艺可以在工件表面形成韧性好的碳氮化合物,因此早期也成为“软氮化”。所用盐浴一般是(40 -50)%Na2CO3和(20%一25%) KCl;或者是(55一65)%NaCN和(35一45) % KCN。这些盐浴的关键成分是碱金属氛化物XCN及碱金属氰酸盐XCNO (X可以是Na, K, 11等离子),这些盐浴氮碳共渗主要由以下两个反应所控制:
 
    ①氰化物组让成对应的氛酸盐
铁素体氮碳共渗-盐浴氮碳共渗1
    式(9.6-1)的氧化主要在盐浴表面进行。由于依靠自然氧化,盐浴的活性不均匀且比较低。通过向盐浴中吹人干燥空气或氧气可以明显使上述反应加快从而增加共渗的速度,即所谓“活化渗氮”。德国迪高沙(Degussa)公司于1962年获得了该技术的专利权及商标名Tuff rideo
 
    另一种加快反应式(9.6-1)以增加共渗速度的方法(sulfinuz)是在盐浴中加人硫酸盐(例如Nat SO4 ,kSO4)以促进氰酸盐XCNO的形成:

铁素体氮碳共渗-盐浴氮碳共渗2
盐浴中的硫成为有效的反应促进剂。一定量的硫也渗人到工件表层中,因此,Sulfinuz从本质上来讲是液态氮一碳一硫共渗。
 
    上述两种液态碳氮共渗的处理工艺基本相同:预热到350-400℃的工件转移到570℃的共渗盐浴中处理1一3 ho所形成的组织及性能也极相似。Sulphinuz处理层的抗咬合性略高于Tuftride,但从疲劳强度角度看,后者稍胜一筹。
 
    在以上两种促进液态氮碳共渗工艺方法基础上形成了许多略有变化但商业名称各不同的工艺方法:①基于Tufftrid的方法,即mild nitriding(软渗氮),activated ntriding(活化渗氮)及aerated Bath Nitriding(吹气渗氮);基于Sulphinuz的方法,即sulphidising(渗硫),sulfurising(渗硫)及sulfocya-niding(渗硫氛)。

    由于氰化物盐浴对环境的不利影响,一些国家对氰盐浴实行严格控制并逐步限制其使用,因此从1970年以来,一些低质量分数或者无氰化物的盐浴技术得到了发展。例如法国在1975年左右发展了含硫、低毒性Surfulf技术。Surfulf盐浴由铿、钠和钾的氰酸盐和碳酸盐的混合物组成。硫不但可以加快渗氮反应,而且在氧化后可以用来中和氰酸盐。德国也在Tufftrid基础上发展了New Tufftrid(或称.ruffrid TFl )技术。通过加人不含氰化物的再生剂来将碳酸盐再转变成氰酸盐。由于TFl盐浴具有较高的氮势,因此处理周期可以缩短30%~50%。
 
    此外,以尿素为主的液态氮碳共渗也有不少应用。通过尿素与碳酸盐反应生成氰酸盐,然后由氰酸盐分解成活性氮、碳原子:

铁素体氮碳共渗-盐浴氮碳共渗3
    常用的以尿素为主的液态氮碳共渗盐浴成分、比例及使用温度见表9.6-1。虽然尿素及碳酸盐无毒,氰酸盐分解和氧化会形成有毒的氰化物,仍然对环境不利。

表9.6-1以尿素为主的液态氮碳共渗盐浴成分比例及使用温度
 
 
 
 
 
 
(责任编辑:laugh521521)
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