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不锈钢液体氮碳共渗工艺及操作要点

　　不锈钢液体氮碳共渗的主要工艺流程是：工件清理——装卡——预热——共渗处理——冷却——清洗——烘干——浸油。
　　①工件清理。去除工件表面锈痕、油污，保证工件表面清洁。
　　②装卡。装卡。依据工件形状选择卡（挂）具，保证工件待渗面不互相接触，工件摆放均匀。
　　③预热。工件入共渗炉前，应经300～350℃温度预热，保持时间不少于30min。
　　④共渗。预热后的工件装入熔盐浴炉内，应保证工件浸入盐浴中，工件之间保留空隙，工件装入量一般控制在盐浴重量的30%～40%……。
　　盐浴成分中，CNO-的控制应根据共渗目的调整选择：以提高减摩、抗咬死性能为主要目的时，CNO-最好控制在36%～40%之间；以抗磨损、提高耐磨性为主要目的时，CNO-最好控制在32%～36%之间。通常，CNO-控制在34%～38%之间，各种性能均有较好的效果。
　　CNO-含量不足会使渗层深度不够、硬度不足；CNO-含量过高，可能引起渗层质量不良，产生疏松。
　　共渗温度：氮碳共渗在530～580℃温度之间都可进行，在实际生产时，根据材料种类、工件使用功能等因素确定，不锈钢液体氮碳共渗可选用560～570℃。共渗温度太低，共渗层深度偏浅，硬度偏低；温度太高，表面可能产生疏松，温度超过600℃，有可能因CN-升高、CNO-下降使盐浴报废。
　　共渗时间：随着共渗保温时间的加长，渗层深度增加，超过3h后，化合物层深度增加缓慢，而扩散层深度则呈直线上升。共渗保温时间还对渗层硬度产生影响，有试验表明，共渗保温时间超过3h，渗层表面硬度有下降的趋势，且渗层硬度峰值随时间的加长内移，说明共渗时间过长会引起表面化合物外层产生疏松。所以，不锈钢氮碳共渗保温时间依据材料及工件的大小，控制在60～180min。
　　⑤冷却。工件共渗完成后，出炉冷却可采用空冷、油冷、水冷或氧化浴分级冷却。
　　空冷可保证工件有最小的冷却变形。细长件、薄刃具件、易变形件常采用空冷。但空冷时表面易现花斑痕，且表面清理较困难。
　　油冷、水冷可使工件表面洁净，在一定程度上提高了表面的抗疲劳性能，但易引起冷却变形。
　　氧化盐浴分级冷却可使工件表面生成Fe3O4薄膜，并将从共渗炉内带出的微量氰盐氧化成无毒物，便于排放，同时也可彻底去除附着在工件表面的氰化物。
　　共渗后采用氧化盐浴冷却也是下面谈到的QPQ处理的必须工序过程。
　　⑥冷却。冷却后的共渗件应选用热水煮沸清洗，再用自来水冲洗，以去掉工件表面的残盐和微量氰化物。
　　⑦烘干。清洗后的工件最好在100～200℃温度下缓慢烘干。
　　⑧浸油。烘干后的工件在热机油中浸泡10～15min，以保证工件表面光亮。
　　（6）液体氮碳共渗质量检查。
　　①外观。共渗并清洗后的工件呈深灰或灰黑色（不锈钢或铸铁件）、盲孔、狭缝处不得滞有残盐，工作面不得有碰伤、划痕。
　　②硬度。表面硬度用低负荷维氏硬度计检测，负荷量可采用1kg或5kg。检测硬度应达到技术要求，并注明采用负荷值，如HV1或HV5等。
　　③共渗层深度。化合物层及扩散层深度的测量采用有关标准推荐的腐蚀剂和测量方法。
　　一般用金相法测量到针状氮化物终了处即为扩散层。碳钢件检查时可将试块在300℃保温2h后测量。
　　也可采用断面硬度法，即由试样表面向心部测量显微硬度（负荷100g）。由表面测至显微硬度比心部，即基本硬度高30～50HV处为渗层部深度。
　　④渗层脆性（渗层致密度）。共渗层脆性可参照渗氮脆性检验方法和标准GB/T11354《钢铁零件共渗层深度测定和金相组织检验》。
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资料来源：东莞市弘超铜铝有限公司
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