不锈钢的液体硫氮碳共渗

硫氮碳共渗实际上就是在氮碳共渗盐中加入硫元素，工件表面在渗入氮、碳的同时渗入硫的工艺过程。目前，在专业厂提供的作为硫氮碳共渗的盐中，已含有不小于1.5×10^-3%~2×10^-3%的S^2-。

1. 液体硫氮碳共渗层组织及效果

 在共渗过程中，以硫、氮为主渗人元素，所以，工件经硫氮碳共渗后，在最表面层有不大于10μm的FeS密集层，次表面层为含有FeS、Fe₂(NC)、Fe₃(NC)及Fe₄N的共渗层，再向里为以氮为主的扩散层。碳只能以碳化物的形式（如Fe₃C)存在于表面化合物层中。

 由于工件共渗层最外层有FeS存在，大大降低了工件表面的摩擦系数，从而提高了抗咬合和抗黏着性能。在Falex摩擦试验机上进行的试验结果表明，ZGCr28铁素体不锈钢经硫氨碳共渗后的抗擦伤负荷比不处理者高6倍，比离子渗氨者高41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奥氏体不锈钢经硫氮碳共渗后的抗擦伤负荷比未处理者提高2倍以上。

不锈钢硫氮碳工艺及效果参见表7-10。

2. 液体硫氮碳共渗生产的相关问题

液体硫氮碳共渗的工艺操作、生产安全注意事项、共渗可能产生的缺陷及预防措施等问题参见液体氮碳共渗的相关内容及表7-9。

另外，需要说明以下一些问题。

 a. 共渗盐浴中S^2-的补充。在生产厂家提供的成品盐中，已含有不小于1.5x10^-3%~2x10^-3%的S^2-,但在使用中，S^2-会消耗，使含量降低，所以，应适时进行补充。在生产现场对S^2-的化验比较困难，S^2-的补充可依据经验进行。在正常使用情况下，每24h,按每100kg熔盐添加2~4g的K₂S。

 b. S^2-含量的控制。根据处理工件使用的主要功能来考虑S^2-的含量控制。

    工件以提高减摩性能，提高抗擦伤、抗咬合性能为主时，盐浴中的S^2-含量可控制为大于2×10^-3%;以提高耐磨、抗疲劳性能为主时，盐浴中的S2-含量控制在0.5×10^-3%~1.5×10^-3%即可。

c. K₂S在盐浴中有降低CN^-的作用。在硫氮碳共渗盐浴中，K₂S的存在还会发生以下化学反应

通过这些化学反应，可使盐浴中有毒的CN^-下降。有研究表明：由于K₂S的作用，可使共渗盐浴中的CN^-的含量从2.5%~3.0%下降至0.1%~0.8%。