1. 液體氮碳共(gong)滲設(she)備
液體氮碳共滲設備一般采用帶有不銹(xiu)鋼坩堝的井(jing)式電(dian)爐(lu)。坩堝內鹽浴溫度波動范(fan)圍不應大(da)于±10℃。
液體氮碳共(gong)滲爐應配備有抽風裝置，能有效地(di)將熔鹽產(chan)生的(de)廢氣(qi)排(pai)出(chu)室外。
除共滲爐外，應有配套的預(yu)(yu)熱爐，將清(qing)洗(xi)后的工件經過預(yu)(yu)熱，再(zai)裝人共滲爐，以防止工件人爐降低鹽(yan)浴溫度。預(yu)(yu)熱溫度一般(ban)為150~300℃。
還應配備(bei)熱(re)油浴爐，可控制油溫在100~120℃之(zhi)間(jian)。油浴爐既(ji)可作(zuo)為共(gong)滲工件(jian)的(de)(de)冷卻，也可作(zuo)為零(ling)件(jian)共(gong)滲清洗烘(hong)干后的(de)(de)浸油處理(li)，以提(ti)高工件(jian)的(de)(de)表面質量(liang)。
對于(yu)有更高質量要求的(de)零(ling)件，共(gong)(gong)滲(shen)(shen)后可(ke)在(zai)350℃左右的(de)氧化(hua)浴中冷(leng)卻，為此，應設置氧化(hua)浴爐。氧化(hua)浴爐的(de)條件類似于(yu)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)爐。
2. 液體氮(dan)碳共滲介(jie)質(zhi)
由于毒性(xing)較大，直接使(shi)用(yong)NaCN和KCN已(yi)被(bei)限制，目前，多數熱處理廠或(huo)(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)由專業生產廠生產的成品基鹽(yan)和調整鹽(yan)，或(huo)(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)以(yi)尿素、碳(tan)酸鹽(yan)為主的混合鹽(yan)。
①. 成品基鹽(yan)、調(diao)整鹽(yan)（再生鹽(yan)）
這里的基鹽、調(diao)整(zheng)鹽指由(you)專業生產(chan)廠將(jiang)(jiang)尿素、碳酸鹽為主的混合物(wu)經熔化后再冷卻而(er)獲得的固體塊狀(zhuang)或顆粒狀(zhuang)成品物(wu)，而(er)不是只將(jiang)(jiang)幾種原料(liao)機械混合供貨(huo)的混合物(wu)。
a. 基鹽的主(zhu)要成(cheng)分(fen)為
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其余為以Na+、K+為主的(de)金屬離子(zi)。
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(yan)的熔(rong)化
首次熔(rong)(rong)鹽(yan)時，將基鹽(yan)放入(ru)坩(gan)(gan)堝(guo)內，放入(ru)量可控制在(zai)坩(gan)(gan)堝(guo)容量的(de)1/3~1/2,將坩(gan)(gan)堝(guo)控制溫(wen)度(du)設定在(zai)（520±10)℃的(de)范(fan)圍，待坩(gan)(gan)堝(guo)內基鹽(yan)全部熔(rong)(rong)化(hua)后(hou)，再緩慢放入(ru)其余基鹽(yan)（添加的(de)基鹽(yan)不(bu)可太潮濕(shi)和太涼，以防迸濺），直到(dao)(dao)預(yu)定量的(de)基鹽(yan)全部熔(rong)(rong)化(hua)，調整(zheng)鹽(yan)浴溫(wen)度(du)達(da)到(dao)(dao)工藝(yi)要求的(de)溫(wen)度(du)，并在(zai)此溫(wen)度(du)空載運行約4h后(hou)方可投入(ru)生產。
此時熔鹽(yan)浴的(de)CNO-濃度(du)為37%~40%。
C. 鹽浴的調整。
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。
添加的(de)調(diao)整鹽重量可按下面的(de)經(jing)驗公式計算
G=1.15(Y-X) M/100
式中：G為需添加的調整(zheng)鹽重量，kg;
Y為(wei)預(yu)定調整后的鹽浴中CNO-百分(fen)數；
X為調(diao)整前鹽浴中CNO-百分數(shu)；
M為(wei)鹽浴重量(liang)，kg;
（鹽浴比重約為(wei)1.75g/cm3)
例如，坩堝內徑50cm,熔鹽深(shen)度80cm,則此時熔鹽重量為(wei)：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調(diao)整前鹽浴(yu)中的CNO-=33%,即X=33
設定(ding)調(diao)整(zheng)后鹽浴中(zhong)的CNO=36%,即Y=36
則(ze)應加調整鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如果鹽浴(yu)中(zhong)(zhong)的(de)CN-升高了(le)，為降(jiang)低CN-,可通入壓縮空氣，使(shi)CN-加速氧化(hua)而降(jiang)低。當然，這時鹽浴(yu)中(zhong)(zhong)的(de)CNO-含量也有升高的(de)變(bian)化(hua)。
根據經驗，CO2-3可不化驗，因為一般情況下，CNO-%+CO2-3%≈56%.
②. 混(hun)合鹽
氮碳共滲用混(hun)合(he)(he)(he)鹽指熱(re)處理(li)廠自行采購符合(he)(he)(he)標準的(de)尿素、碳酸(suan)鹽及其(qi)他輔助用料，按(an)比例混(hun)合(he)(he)(he)的(de)混(hun)合(he)(he)(he)物料。也(ye)有的(de)材(cai)料廠將按(an)比例混(hun)合(he)(he)(he)好的(de)基鹽、調整(zheng)鹽未經熔(rong)化而提供(gong)給熱(re)處理(li)廠，熱(re)處理(li)廠放入爐內熔(rong)化后使用。
目(mu)前，自行配制的氮碳共滲混合鹽(yan)配方較多，這里介紹(shao)其中一(yi)種。
a.配方為
（NH2)2CO(尿素）：Na2CO3:KCI:KOH=45:35:10:10
上述配方中，（NH2)2CO和Na2CO3為主原料，二(er)者通過加(jia)(jia),熱(re)引起化學反應，生(sheng)成NaCNO,熔化時（NH2)2CO比Na2CO3，損(sun)失大(da)一些(xie)，前者所占比例(li)比二(er)者平(ping)衡反應需占比例(li)偏(pian)大(da)。配方中的(de)KCI和KOH作(zuo)為輔助用料加(jia)(jia)入，可提高(gao)鹽浴的(de)流動性(xing)和穩定性(xing)，也(ye)對共(gong)滲(shen)層質(zhi)量產生(sheng)積極的(de)影響。
b. 混合(he)鹽的(de)熔化(hua)
將(jiang)按比例混合好的鹽加入坩(gan)堝，占坩(gan)堝深度(du)(du)的3/4左右，通電升溫，可(ke)定(ding)溫度(du)(du)在(zai)480~500℃,待鹽逐漸(jian)熔(rong)化變成液(ye)體，鹽面下沉時，再逐漸(jian)添加其余鹽，力求保持原鹽面高度(du)(du)，直(zhi)至(zhi)預定(ding)鹽全部熔(rong)化成液(ye)體，將(jiang)溫度(du)(du)調至(zhi)540~560℃保持4h后，再放(fang)工件開(kai)始(shi)工作。
這(zhe)種混(hun)合散(san)裝鹽的(de)(de)熔化比成品鹽的(de)(de)熔化更麻煩，熔化過程中有大量(liang)的(de)(de)廢氣(qi)產生(sheng)，對周(zhou)圍環境及操作者帶來不(bu)利的(de)(de)影響，另外，散(san)裝混(hun)合鹽熔化時損失(shi)大、利用率低。
c. 鹽浴的調整
這種鹽浴的(de)調整(zheng)相對于成品鹽鹽浴調整(zheng)比較困難(nan)。
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。
用尿素調整鹽(yan)浴時要緩(huan)慢加(jia)(jia)入，且攪拌鹽(yan)浴，以(yi)保證添加(jia)(jia)的(de)尿素能充分發揮作用，減少損失。
為保(bao)持鹽(yan)(yan)浴的(de)流動性和穩(wen)定(ding)性，也應適當添加(jia)KCI和KOH。調整鹽(yan)(yan)浴時，可降(jiang)低鹽(yan)(yan)浴的(de)溫度(du)（500~520℃),待添加(jia)物全部熔(rong)化后，再(zai)升(sheng)到工藝(yi)要求的(de)溫度(du)。
3. 液體氨碳(tan)共(gong)滲工件(jian)的預(yu)先(xian)處理
參見(jian)本章(zhang)第一節(jie)不銹鋼(gang)氣(qi)體(ti)滲氮零件預先(xian)處理的有關內容(rong)。
4. 共(gong)滲(shen)前的生產準備(bei)
每爐應配備(bei)檢查試(shi)塊，試(shi)塊應與(yu)工(gong)(gong)件同材質并(bing)經過(guo)相同的工(gong)(gong)藝(yi)程序，表面粗糙度不大于Ra 0.4μm。
待滲(shen)工件表(biao)面(mian)不(bu)得有(you)脫(tuo)碳(tan)層、銹斑、劃(hua)痕(hen)、尖角、銳(rui)邊，表(biao)面(mian)最好(hao)經(jing)過加工。
工件共(gong)滲(shen)面共(gong)滲(shen)后原則上不允(yun)許磨削，必需磨削時，磨削量不應大于(yu)0.05mm。
共滲工件(jian)應(ying)選擇合適(shi)的(de)工裝(zhuang)，細長件(jian)應(ying)吊掛。
裝爐前應認(ren)真檢查(cha)設備及控制裝置，保(bao)證其(qi)完好(hao)。
5. 液體氮碳(tan)共滲工(gong)藝及(ji)操作要點
液體氮碳共滲的主(zhu)要工藝流(liu)程是：工件清(qing)(qing)理－裝卡(ka)－預熱(re)－共滲處理－冷卻(que)－清(qing)(qing)洗(xi) 烘干 - 浸油。
①. 工(gong)件清(qing)理
去除工件(jian)表面銹痕、油污(wu)，保證工件(jian)表面清潔(jie)。
②. 裝卡
依據工(gong)件(jian)形(xing)狀選擇卡（掛(gua)）具，保證工(gong)件(jian)待滲面不互相(xiang)接觸(chu)，工(gong)件(jian)擺放均勻。
③. 預熱
工件(jian)人共滲爐(lu)前，應經300~350℃溫度(du)預熱，保持時間不少于30min.
④. 共滲
預熱后的工(gong)件(jian)裝入熔鹽(yan)浴爐內，應(ying)保(bao)證(zheng)工(gong)件(jian)浸(jin)人鹽(yan)浴中(zhong)，工(gong)件(jian)之間保(bao)留空隙，工(gong)件(jian)裝入量一般控制在(zai)鹽(yan)浴重(zhong)量的30%~40%.
鹽浴成(cheng)分(fen)中，CNO-的(de)(de)(de)控制(zhi)應根(gen)據共(gong)滲(shen)目的(de)(de)(de)調整選擇：以(yi)提高減摩、抗(kang)咬(yao)死性能為(wei)主要(yao)目的(de)(de)(de)時，CNO-最好控制(zhi)在(zai)36%~40%之(zhi)間(jian)；以(yi)抗(kang)磨(mo)損(sun)、提高耐磨(mo)性為(wei)主要(yao)目的(de)(de)(de)時，CNO-最好控制(zhi)在(zai)32%~36%之(zhi)間(jian)。通常，CNO-控制(zhi)在(zai)34%~38%之(zhi)間(jian)，各種(zhong)性能均有(you)較好的(de)(de)(de)效果。
CNO-含(han)量不足會使(shi)滲(shen)層深度(du)不夠、硬度(du)不足；CNO-含(han)量過高，可能引(yin)起滲(shen)層表面質量不良，產(chan)生疏松。
共(gong)(gong)滲溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)；氨碳共(gong)(gong)滲在530~580℃溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)之間都可(ke)進行(xing)，在實際生產時，根(gen)據(ju)材料種類、工件使用功能等因(yin)素確定，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)液體氮碳共(gong)(gong)滲可(ke)選用560~570℃.共(gong)(gong)滲溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)太(tai)低(di)，共(gong)(gong)滲層深度(du)(du)(du)偏淺，硬度(du)(du)(du)偏低(di)；溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)太(tai)高(gao)，表面可(ke)能產生疏松，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)超過(guo)600℃,有可(ke)能因(yin)CN-升(sheng)高(gao)、CNO-下降使鹽浴報廢。
共滲(shen)(shen)(shen)(shen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)：隨著共滲(shen)(shen)(shen)(shen)保溫時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)的加長(chang)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)深度增(zeng)加，超過(guo)(guo)3h后，化合物(wu)(wu)層(ceng)(ceng)(ceng)深度增(zeng)加緩慢(man)，而(er)擴散層(ceng)(ceng)(ceng)深度則呈直線上升。共滲(shen)(shen)(shen)(shen)保溫時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)還(huan)對滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)硬(ying)度產(chan)生影響，有(you)試驗表明，共滲(shen)(shen)(shen)(shen)保溫時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)超過(guo)(guo)3h,滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)表面硬(ying)度有(you)下降的趨勢，且(qie)滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)硬(ying)度峰值隨時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)的加長(chang)內(nei)移，說明共滲(shen)(shen)(shen)(shen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)過(guo)(guo)長(chang)會引起表面化合物(wu)(wu)外層(ceng)(ceng)(ceng)產(chan)生疏(shu)松。所以，不銹鋼(gang)氮碳(tan)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)保溫時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)應依據材料及工件的大小，控制在60~180min。
⑤. 冷卻(que)
工件共滲完成后，出爐(lu)冷(leng)卻(que)可采(cai)用(yong)空冷(leng)、油冷(leng)、水冷(leng)或氧化浴分級冷(leng)卻(que)。
空冷可保證(zheng)工件(jian)有最小的冷卻變(bian)形(xing)。細長件(jian)、薄刃具件(jian)、易變(bian)形(xing)件(jian)常(chang)采用空冷。但(dan)空冷時表面易現花斑痕，且表面清(qing)理(li)較困難。
油冷、水(shui)冷可(ke)使工件表面潔(jie)凈，在一定(ding)程度上提高了表面的抗疲勞(lao)性能，但易引起冷卻變形(xing)。
氧(yang)化(hua)(hua)鹽浴(yu)分級冷卻可使(shi)工件表面(mian)生成Fe3O4薄膜(mo)，并(bing)將從(cong)共滲爐內帶出的(de)微量氰鹽氧(yang)化(hua)(hua)成無毒(du)物，便于排放(fang)，同時(shi)也可徹底去(qu)除附(fu)著在工件表面(mian)的(de)氰化(hua)(hua)物。
共滲后(hou)采用氧化鹽浴冷(leng)卻也是下面(mian)談到的(de)QPQ處理的(de)必(bi)須工序過程。
⑥. 清洗
冷卻后的共滲(shen)件應先用熱水煮沸清洗，再用自來水沖洗，以去掉(diao)工件表面的殘(can)鹽和微量氰化物。
⑦. 烘干
清洗后的工件最好(hao)在100~200℃溫度下(xia)緩慢(man)烘干。
⑧. 浸油(you)
烘(hong)干后的工件在熱(re)機油中浸泡10~15min,以保證工件表面光亮。
6. 液體氮碳共(gong)滲質量檢查(cha)
①. 外觀
共滲并清洗后(hou)的工(gong)(gong)件(jian)呈深灰(hui)或灰(hui)黑(hei)色（不(bu)(bu)銹鋼或鑄鐵件(jian)），盲孔、狹(xia)縫處(chu)不(bu)(bu)得滯有殘鹽，工(gong)(gong)作面不(bu)(bu)得有碰傷(shang)、劃痕。
②. 硬度
表面(mian)硬度(du)用低(di)負荷(he)(he)維氏硬度(du)計(ji)檢(jian)測，負荷(he)(he)量可采用1kg或(huo)5kg.檢(jian)測硬度(du)應達(da)到(dao)技術要求，并注明采用負荷(he)(he)值，如HV1或(huo)HV5等(deng)。
③. 共滲層深度
化合物層(ceng)及擴(kuo)散層(ceng)深度的測量采(cai)用有關(guan)標準推薦的腐(fu)蝕劑(ji)和測量方法(fa)。
一般(ban)用金相(xiang)法測(ce)(ce)量(liang)到針狀(zhuang)氮化(hua)物終了處即為擴散層(ceng)。碳鋼件檢查時可將(jiang)試(shi)塊(kuai)在(zai)300℃保溫2小時后測(ce)(ce)量(liang)。
也可采用斷面(mian)硬(ying)度法，即由試樣表(biao)面(mian)向心部測量顯微(wei)硬(ying)度（負荷100g).由表(biao)面(mian)測至顯微(wei)硬(ying)度比心部，即基體硬(ying)度高30~50HV處為滲層部深度。
④. 滲(shen)層(ceng)脆性（滲(shen)層(ceng)致密(mi)度）
共(gong)滲(shen)層脆性(xing)可參(can)照(zhao)滲(shen)氮脆性(xing)檢(jian)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)和(he)標(biao)準GB/T11354《鋼鐵零件共(gong)滲(shen)層深度測定和(he)金(jin)相組織檢(jian)驗(yan)(yan)》。
