液体碳氮共渗工艺优化

最早的液体碳氮共渗盐浴采用氰盐作为碳、氮供剂，故也称为氰化。

1.液体碳氮共渗用盐

液体碳氮共渗盐浴主要由中性盐和碳氮供剂组成。中性盐一般采用氯化钡、氯化钾、氯化钠中的一种或几种。中性盐主要起调整盐浴熔点的作用。

液体碳氮共渗一般采用外热式（煤气或电阻丝加热）坩埚盐浴或内热式电极盐浴炉。设备必须装有抽风装置，及时排除氰盐蒸气。为了改善劳动条件，减少毒物危害，可采用全封闭式自动化设备。

目前使用的碳氮共渗剂主要有氰盐和尿素两种，其成分见表6-30。

图6-15 保温时间对20钢共渗层碳、氮含量的影响

表6-30 部分液体碳氮共渗的盐浴成分及工作成分

2.液体碳氮共渗反应原理

氰化物盐在液体碳氮共渗盐浴中产生氰酸盐，并分解成活性碳、氮原子，其化学反应如下：

1）氰化钠被空气中的氧氧化产生氰酸钠：

2NaCN+O₂→2NaCNO （6-14）

2）氰酸钠在高温下分解，或被空气中的氧再次氧化产生活性碳、氮原子，并渗入钢件表面：(www.xing528.com)

4NaCNO→Na₂CO₃+2NaCN+CO+2[N] （6-15）

2NaCNO+O₂→Na₂CO₃+CO+2[N] （6-16）

2CO→CO₂+[C] （6-17）

在含有黄血盐的盐溶中，黄血盐在熔化时分解出氰化钾：

K₄Fe（CN）₆→4KCN+Fe（CN）₂ （6-18）

氰化钾按上述方式产生氰酸钾和活性碳、氮原子。

3.液体碳氮共渗工艺

碳氮共渗温度及保温时间对共渗层深度的影响见表6-31、表6-32。

表6-31 碳氮共渗温度及保温时间对15钢共渗层深度的影响

表6-32 保温时间对几种钢820～840℃碳氮共渗层深度的影响

由于碳氮共渗盐浴在使用过程中逐渐老化，其共渗能力不断下降，为了恢复盐浴的活性，当盐浴老化到一定程度时，需往盐浴中加入再生剂。碳氮共渗盐浴中使用的氰盐有剧毒，在运输、贮存和使用过程中要严格控制。经共渗处理的工件会将残盐带入淬火液、清洗液中，因此，这类物质不能直接排放，废盐也必须按有关规定处理。