浙江至德钢业有限公司对不锈钢零件进行气体渗氮,首先需要清除钝化膜,然后在炉中加入氯化铵,但往往造成排气孔堵塞,需经常进行清理,而且气体渗氮时间长,渗氮层浅,所以一些热处理工厂对小型薄片不锈钢零件往往采用液体软渗氮,从而较好地解决了不锈钢小零件的渗氮问题,而且渗氮时间大大缩短。


  液体软渗氮,最初是在熔融的氰盐中进行的。为了提高盐浴的活性,将干燥后的空气或氧气通入盐浴中,这不但起搅拌作用,而且还加速了氰盐的氧化,使其变成氰酸盐,进而分解出活性碳、氮原子,从而加速渗氮过程。经570℃保温1.5~2h处理后,低碳钢可以获得0.046mm左右的渗层。


  因氰盐具有剧毒,已经被禁止使用。为此,我国广大热处理科技工作者经过反复试验,研究出原料无毒(尿素),而且无需向盐浴中通入空气的液体软渗氮法,其配比的成分见表3-19。


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  根据所采用的设备、坩埚的容量及其熔盐的利用率(45%~50%),按配方进行盐浴的配制。先将尿素、碳酸钠、碳酸钾和氯化钾4种盐混合均匀,并把混合好的盐放在坩埚中,首先加入约1/3坩埚的混合盐,然后接通电源,开足功率进行熔化。熔化操作在450~500℃进行。全部熔化后再将温度升至渗氮温度,取样化验。当熔盐中的氰酸盐含量为35%左右时,便可把工件放入盐浴中渗氮;当盐浴中的氰酸盐降至30%以下时,应补充尿素加以调整。虽然以尿素为介质的盐浴原料无毒,但反应产物(熔盐)同样具有毒性,因而在操作上应采取安全措施。


  在以尿素为主的盐浴软渗氮的基础上,又研究出一种在500℃氮碳共渗的最佳配方比,即盐浴的CNO(35±2)%(35±2)%(质量分数),CN-<0.5%(质量分数)。工作中无需通空气搅拌,盐浴无需空载陈化,可直接处理。


  该工艺与QPQ工艺、商业盐J-2、TF-1工艺相同。气门经低温无毒盐浴共渗(500℃×3h)和氧化复合处理(在160℃的氧化剂中保温20min)后,其耐蚀性和外观质量优异,硬度均在50HRC以上,变形小。内燃机气门500℃液体软渗氮后的测定结果见表3-20。







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