1. 液體氮碳共滲設備
液體氮碳(tan)共滲設(she)備一般采用帶有(you)不(bu)銹鋼坩(gan)堝(guo)的井(jing)式(shi)電爐(lu)。坩(gan)堝(guo)內鹽浴溫度波動范圍(wei)不(bu)應大于±10℃。
液(ye)體氮碳共滲爐應配備有(you)抽(chou)風裝置，能有(you)效地將熔鹽產生的廢(fei)氣排出室(shi)外。
除共滲(shen)爐外，應有配(pei)套的(de)預(yu)熱(re)爐，將(jiang)清洗后的(de)工(gong)件(jian)經過預(yu)熱(re)，再裝人共滲(shen)爐，以防止工(gong)件(jian)人爐降低(di)鹽浴溫(wen)(wen)度。預(yu)熱(re)溫(wen)(wen)度一般(ban)為(wei)150~300℃。
還應配備熱油(you)浴(yu)爐(lu)，可控制(zhi)油(you)溫在100~120℃之間。油(you)浴(yu)爐(lu)既(ji)可作為共滲工件(jian)的(de)冷卻，也可作為零件(jian)共滲清洗烘干后的(de)浸(jin)油(you)處(chu)理，以提高工件(jian)的(de)表面(mian)質(zhi)量。
對于有(you)更高質(zhi)量要(yao)求的(de)零(ling)件(jian)，共滲(shen)(shen)后可在350℃左(zuo)右的(de)氧(yang)化(hua)浴(yu)中冷卻，為此，應設置(zhi)氧(yang)化(hua)浴(yu)爐。氧(yang)化(hua)浴(yu)爐的(de)條(tiao)件(jian)類似于共滲(shen)(shen)爐。
2. 液(ye)體(ti)氮碳共滲(shen)介(jie)質
由(you)于毒性較大，直接使(shi)用(yong)NaCN和KCN已被(bei)限制，目前，多(duo)數(shu)熱處理廠(chang)或者使(shi)用(yong)由(you)專業生(sheng)產廠(chang)生(sheng)產的(de)成品基鹽和調整鹽，或者使(shi)用(yong)以尿素、碳酸(suan)鹽為(wei)主的(de)混合(he)鹽。
①. 成品基鹽(yan)、調整鹽(yan)（再生鹽(yan)）
這里的基鹽(yan)(yan)、調整(zheng)鹽(yan)(yan)指由專業生(sheng)產廠將尿素、碳酸鹽(yan)(yan)為主的混合物(wu)經熔化后再冷卻而(er)獲得的固體塊狀或顆粒狀成品物(wu)，而(er)不是只將幾(ji)種原(yuan)料機械混合供(gong)貨的混合物(wu)。
a. 基鹽的主要成分為
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其(qi)余為以Na+、K+為主的金屬離子。
熔點為410~430℃,熔融態比重約為1.75g/cm3.
調整鹽則是比基鹽的CNO-含量更高的物料，主要用于補充、調整已經使用過而且CNO-含量下降到工藝要求下限的鹽浴，使鹽浴中CNO-的含量恢復到工藝規定的范圍。
b. 基鹽的熔化
首次熔(rong)鹽(yan)時，將(jiang)基(ji)鹽(yan)放(fang)入(ru)坩堝內(nei)，放(fang)入(ru)量(liang)可控(kong)制(zhi)在(zai)坩堝容量(liang)的1/3~1/2,將(jiang)坩堝控(kong)制(zhi)溫度設定在(zai)（520±10)℃的范圍，待坩堝內(nei)基(ji)鹽(yan)全部(bu)熔(rong)化(hua)(hua)后，再緩慢(man)放(fang)入(ru)其余基(ji)鹽(yan)（添加(jia)的基(ji)鹽(yan)不(bu)可太(tai)(tai)潮濕和太(tai)(tai)涼，以防迸濺），直(zhi)到預(yu)定量(liang)的基(ji)鹽(yan)全部(bu)熔(rong)化(hua)(hua)，調整鹽(yan)浴(yu)溫度達到工(gong)藝要求的溫度，并在(zai)此溫度空載運行約4h后方可投入(ru)生產。
此時熔鹽(yan)浴的(de)CNO-濃度為37%~40%。
C. 鹽(yan)浴的調整。
當鹽浴工作一定時間后，由于［N]、［C]的消耗，鹽浴中的CNO-降低，CO2-3升高，當CNO-低于規定值時，氨碳共滲效果減弱，滿足不了要求，而且，CO2-3的升高不但降低了鹽浴的流動性，還會使滲層表面產生疏松。所以，當鹽浴中CNO-接近工藝規定的下限時，應用調整鹽對鹽浴進行調整。
添(tian)加的調整鹽(yan)重量可按(an)下(xia)面(mian)的經驗公式計算
G=1.15(Y-X) M/100
式中(zhong)：G為需(xu)添加的(de)調(diao)整鹽重(zhong)量(liang)，kg;
Y為(wei)預定(ding)調(diao)整后(hou)的鹽浴中CNO-百分數；
X為調整前鹽浴中CNO-百分數；
M為(wei)鹽浴重量，kg;
（鹽浴(yu)比重約為(wei)1.75g/cm3)
例(li)如，坩堝(guo)內徑50cm,熔鹽深度(du)80cm,則(ze)此時熔鹽重量為：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調整前鹽浴中的CNO-=33%,即X=33
設定調整后鹽浴中的CNO=36%,即Y=36
則應(ying)加調(diao)整鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如(ru)果鹽浴中的CN-升(sheng)高了，為降低CN-,可通入壓縮(suo)空(kong)氣(qi)，使CN-加速氧化而降低。當(dang)然，這時鹽浴中的CNO-含量(liang)也有升(sheng)高的變化。
根據經驗，CO2-3可不化驗，因為一般情況下，CNO-%+CO2-3%≈56%.
②. 混(hun)合(he)鹽
氮碳共滲用混(hun)合(he)(he)鹽指熱處(chu)(chu)理(li)廠(chang)自行(xing)采購符合(he)(he)標準的(de)尿素、碳酸鹽及其(qi)他輔助用料，按比例混(hun)合(he)(he)的(de)混(hun)合(he)(he)物(wu)料。也有(you)的(de)材料廠(chang)將按比例混(hun)合(he)(he)好(hao)的(de)基鹽、調整鹽未經熔化(hua)而提供給熱處(chu)(chu)理(li)廠(chang)，熱處(chu)(chu)理(li)廠(chang)放入爐(lu)內(nei)熔化(hua)后(hou)使用。
目前，自行配(pei)制的氮碳共滲混合(he)鹽配(pei)方較多，這里介紹其(qi)中(zhong)一種(zhong)。
a.配方為
（NH2)2CO(尿素）：Na2CO3:KCI:KOH=45:35:10:10
上述配方中，（NH2)2CO和(he)Na2CO3為(wei)主原(yuan)料，二(er)(er)者通(tong)過加,熱(re)引起化(hua)學反(fan)應(ying)，生成NaCNO,熔化(hua)時（NH2)2CO比(bi)(bi)Na2CO3，損失大(da)一些，前(qian)者所(suo)占(zhan)比(bi)(bi)例比(bi)(bi)二(er)(er)者平衡(heng)反(fan)應(ying)需占(zhan)比(bi)(bi)例偏大(da)。配方中的KCI和(he)KOH作(zuo)為(wei)輔助用料加入，可提高(gao)鹽(yan)浴的流動性和(he)穩定性，也對共滲層質量產生積極的影(ying)響。
b. 混合鹽(yan)的(de)熔化(hua)
將按比例混(hun)合好(hao)的鹽加入坩堝，占坩堝深度的3/4左右，通(tong)電升溫，可定(ding)溫度在480~500℃,待鹽逐(zhu)漸熔化(hua)變成液(ye)體(ti)，鹽面下沉(chen)時，再逐(zhu)漸添加其(qi)余鹽，力求(qiu)保(bao)持原鹽面高度，直至預定(ding)鹽全部熔化(hua)成液(ye)體(ti)，將溫度調至540~560℃保(bao)持4h后，再放工件開(kai)始工作。
這(zhe)種混合(he)散裝鹽(yan)的(de)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)比成(cheng)品鹽(yan)的(de)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)更麻煩，熔(rong)化(hua)(hua)(hua)過程中有大量的(de)廢(fei)氣產生，對周(zhou)圍(wei)環境(jing)及操(cao)作者帶來不利的(de)影(ying)響(xiang)，另外(wai)，散裝混合(he)鹽(yan)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)時損(sun)失(shi)大、利用率(lv)低。
c. 鹽浴(yu)的調整
這種鹽浴(yu)的調整相(xiang)對(dui)于成品鹽鹽浴(yu)調整比較(jiao)困難。
由于共滲零件時消耗了大量的［N]和［C],使鹽浴中的CNO-降低、CO2-3升高。CN-升高，鹽浴的流動性變差，所以，調整鹽浴的目的就是提高CNO的含量，降低CO2-3的含量，使其恢復到工藝要求的范圍。所以，這種鹽浴的調整主要是添加（NH2)2CO,使其參加與鹽浴中的Na2CO3進行反應，達到調整鹽浴成分的目的。添加尿素的重量，可以參照成品調整鹽的計算公式，但需將系數1.15變為3。
用尿素(su)調(diao)整鹽浴時要緩慢加入，且攪拌鹽浴，以保證(zheng)添加的(de)尿素(su)能充分發揮作用，減少損失。
為保持鹽(yan)浴(yu)的流(liu)動性(xing)和穩定(ding)性(xing)，也應適當添(tian)加KCI和KOH。調整鹽(yan)浴(yu)時，可降(jiang)低鹽(yan)浴(yu)的溫(wen)度（500~520℃),待添(tian)加物(wu)全部熔化后，再升到工藝要求的溫(wen)度。
3. 液體氨碳(tan)共滲工件(jian)的預(yu)先處理(li)
參見本章第(di)一節(jie)不銹鋼氣(qi)體滲(shen)氮(dan)零件(jian)預先處理的(de)有關(guan)內容(rong)。
4. 共(gong)滲前的生產準備
每(mei)爐應配備檢查試(shi)塊，試(shi)塊應與工(gong)件(jian)同材質并經(jing)過相(xiang)同的工(gong)藝程序，表面粗糙度不大于Ra 0.4μm。
待滲工件(jian)表面不得(de)有脫碳層、銹斑、劃痕(hen)、尖角、銳邊(bian)，表面最好經過(guo)加工。
工件共(gong)滲面共(gong)滲后原則上(shang)不(bu)允許磨(mo)(mo)削(xue)，必需磨(mo)(mo)削(xue)時(shi)，磨(mo)(mo)削(xue)量不(bu)應大于0.05mm。
共滲工件應選擇合適的工裝，細長件應吊掛。
裝爐(lu)前應認真(zhen)檢(jian)查設備(bei)及(ji)控制裝置(zhi)，保證其完好。
5. 液體氮碳共滲工藝(yi)及(ji)操作(zuo)要點
液(ye)體(ti)氮碳共滲的主要工藝流程是：工件清理(li)－裝卡－預熱－共滲處理(li)－冷(leng)卻－清洗 烘干 - 浸(jin)油。
①. 工件清理(li)
去除工件表面(mian)銹痕、油污，保證工件表面(mian)清潔。
②. 裝卡
依據工(gong)(gong)件(jian)形狀(zhuang)選擇卡（掛）具，保證工(gong)(gong)件(jian)待滲(shen)面不互相接觸(chu)，工(gong)(gong)件(jian)擺放均勻。
③. 預熱
工件人共滲(shen)爐前，應經300~350℃溫度預熱，保持時間不(bu)少于30min.
④. 共滲
預熱后的工件裝(zhuang)入熔鹽(yan)浴爐內，應保證工件浸人鹽(yan)浴中，工件之間保留空隙，工件裝(zhuang)入量一般控制(zhi)在鹽(yan)浴重量的30%~40%.
鹽(yan)浴(yu)成分(fen)中，CNO-的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)應(ying)根(gen)據共(gong)滲(shen)目(mu)的(de)調整選擇：以(yi)提(ti)高(gao)減摩、抗咬死性(xing)(xing)能(neng)(neng)為(wei)主要目(mu)的(de)時(shi)，CNO-最(zui)好(hao)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)36%~40%之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)；以(yi)抗磨損、提(ti)高(gao)耐磨性(xing)(xing)為(wei)主要目(mu)的(de)時(shi)，CNO-最(zui)好(hao)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)32%~36%之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)。通常，CNO-控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)34%~38%之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)，各種性(xing)(xing)能(neng)(neng)均(jun)有較好(hao)的(de)效果。
CNO-含(han)量不足(zu)會使(shi)滲(shen)層深度不夠、硬(ying)度不足(zu)；CNO-含(han)量過高(gao)，可能引起滲(shen)層表面質量不良，產生疏松。
共(gong)滲溫度(du)(du)；氨碳共(gong)滲在(zai)530~580℃溫度(du)(du)之間(jian)都可(ke)(ke)進行，在(zai)實(shi)際生產時，根據材料種類、工件使用功能(neng)等因素確定，不銹鋼(gang)液體氮碳共(gong)滲可(ke)(ke)選(xuan)用560~570℃.共(gong)滲溫度(du)(du)太低，共(gong)滲層深度(du)(du)偏淺(qian)，硬度(du)(du)偏低；溫度(du)(du)太高，表面(mian)可(ke)(ke)能(neng)產生疏松，溫度(du)(du)超過600℃,有可(ke)(ke)能(neng)因CN-升高、CNO-下降使鹽浴(yu)報(bao)廢。
共(gong)滲(shen)(shen)(shen)時(shi)(shi)間(jian)：隨著共(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)的(de)加(jia)(jia)(jia)長，滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)度增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，超過3h后，化(hua)(hua)合物層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)度增(zeng)加(jia)(jia)(jia)緩慢，而擴(kuo)散層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)度則呈直線(xian)上升。共(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)還對滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)硬(ying)度產生(sheng)影響，有試(shi)驗(yan)表(biao)明，共(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)超過3h,滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)面硬(ying)度有下降的(de)趨勢，且(qie)滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)硬(ying)度峰(feng)值隨時(shi)(shi)間(jian)的(de)加(jia)(jia)(jia)長內(nei)移，說明共(gong)滲(shen)(shen)(shen)時(shi)(shi)間(jian)過長會引起(qi)表(biao)面化(hua)(hua)合物外層(ceng)(ceng)(ceng)產生(sheng)疏(shu)松。所以，不銹鋼氮碳(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)應依據材料及工件(jian)的(de)大小，控制在60~180min。
⑤. 冷卻
工(gong)件共滲完成后，出爐冷(leng)卻可采用空冷(leng)、油冷(leng)、水冷(leng)或氧化浴分級冷(leng)卻。
空(kong)冷(leng)可保證工件(jian)有(you)最小(xiao)的冷(leng)卻變(bian)形。細(xi)長件(jian)、薄刃具件(jian)、易變(bian)形件(jian)常采用空(kong)冷(leng)。但(dan)空(kong)冷(leng)時表(biao)面易現花斑痕，且表(biao)面清理較困難。
油(you)冷(leng)、水冷(leng)可使工件表(biao)面潔(jie)凈，在一定程度上提高了表(biao)面的抗疲(pi)勞性能，但易(yi)引起冷(leng)卻(que)變形。
氧化(hua)鹽浴分級冷卻可使工件表面生(sheng)成Fe3O4薄膜，并(bing)將(jiang)從共滲爐(lu)內(nei)帶出(chu)的微量氰(qing)鹽氧化(hua)成無毒(du)物(wu)，便于排放，同時也可徹底去(qu)除(chu)附著在工件表面的氰(qing)化(hua)物(wu)。
共滲后采(cai)用(yong)氧化(hua)鹽浴(yu)冷卻也是下面(mian)談到的QPQ處理的必須工序過程。
⑥. 清洗
冷卻后的共滲件(jian)應先用熱水(shui)煮沸清洗，再用自來水(shui)沖洗，以去掉工件(jian)表面的殘鹽和微量氰(qing)化(hua)物。
⑦. 烘干
清(qing)洗后的工(gong)件最好在100~200℃溫度下緩慢烘干。
⑧. 浸油
烘(hong)干后的工(gong)件在熱(re)機油中浸泡10~15min,以保(bao)證工(gong)件表面(mian)光亮。
6. 液體氮碳共滲(shen)質(zhi)量檢查(cha)
①. 外觀
共滲并清洗后的工件呈深灰或(huo)灰黑色(se)（不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或(huo)鑄鐵件），盲孔、狹縫處不(bu)得滯有殘鹽，工作面不(bu)得有碰傷、劃痕。
②. 硬度(du)
表面硬度(du)用(yong)(yong)低負荷(he)(he)維(wei)氏硬度(du)計檢測(ce)，負荷(he)(he)量可采用(yong)(yong)1kg或5kg.檢測(ce)硬度(du)應達到技(ji)術要(yao)求，并注明采用(yong)(yong)負荷(he)(he)值，如HV1或HV5等。
③. 共滲(shen)層深度
化合物層及擴(kuo)散層深度的測(ce)量采(cai)用有關標(biao)準推薦的腐蝕(shi)劑和(he)測(ce)量方法。
一般用金相法測(ce)量(liang)到針狀氮化物終了(le)處即為擴(kuo)散層(ceng)。碳鋼件檢查時可將試(shi)塊在300℃保溫(wen)2小(xiao)時后測(ce)量(liang)。
也可采用斷面(mian)硬(ying)度法，即(ji)由試樣表面(mian)向心部測(ce)量顯(xian)微(wei)硬(ying)度（負荷100g).由表面(mian)測(ce)至顯(xian)微(wei)硬(ying)度比心部，即(ji)基體(ti)硬(ying)度高30~50HV處為滲層部深度。
④. 滲(shen)層脆性（滲(shen)層致密(mi)度）
共滲(shen)(shen)層(ceng)脆性可參(can)照滲(shen)(shen)氮脆性檢驗(yan)方法和標(biao)準GB/T11354《鋼鐵零件共滲(shen)(shen)層(ceng)深度測定和金(jin)相組織檢驗(yan)》。
