硫氮碳共滲實際上就是在氮碳共滲鹽中加入硫元素,工件表面在滲入氮、碳的同時滲入硫的工藝過程。目前,在專業廠提供的作為硫氮碳共滲的鹽中,已含有不小于1.5×10-3%~2×10-3%的S2-


1. 液(ye)體硫(liu)氮(dan)碳共滲(shen)層組織及(ji)效果


 在共滲過程中,以硫、氮為主滲人元素,所以,工件經硫氮碳共滲后,在最表面層有不大于10μm的FeS密集層,次表面層為含有FeS、Fe2(NC)、Fe3(NC)及Fe4N的共滲層,再向里為以氮為主的擴散層。碳只能以碳化物的形式(如Fe3C)存在于表面化合物層中。


 由于工(gong)件(jian)共滲(shen)層(ceng)(ceng)最外層(ceng)(ceng)有FeS存在,大大降低了工(gong)件(jian)表面的摩(mo)擦系數(shu),從而提(ti)高(gao)了抗(kang)咬合和抗(kang)黏著性能。在Falex摩(mo)擦試驗機(ji)上(shang)進行的試驗結果(guo)表明,ZGCr28鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)經硫氨碳共滲(shen)后(hou)的抗(kang)擦傷(shang)負荷比不處(chu)理者高(gao)6倍,比離子滲(shen)氨者高(gao)41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)經硫氮碳共滲(shen)后(hou)的抗(kang)擦傷(shang)負荷比未處(chu)理者提(ti)高(gao)2倍以上(shang)。


不銹鋼硫(liu)氮(dan)碳工藝及效果參見(jian)表7-10。


表 10.jpg



2. 液(ye)體(ti)硫氮(dan)碳共滲生產的相關問題


液體硫(liu)氮碳(tan)共(gong)(gong)滲的工(gong)藝(yi)操作(zuo)、生(sheng)產(chan)安全注意事項、共(gong)(gong)滲可能產(chan)生(sheng)的缺陷(xian)及(ji)預防措施等問題參見液體氮碳(tan)共(gong)(gong)滲的相關內(nei)容及(ji)表7-9。


表 9.jpg


另外,需要說明以下一些(xie)問(wen)題。


 a. 共滲鹽浴中S2-的補充。在生產廠家提供的成品鹽中,已含有不小于1.5x10-3%~2x10-3%的S2-,但在使用中,S2-會消耗,使含量降低,所以,應適時進行補充。在生產現場對S2-的化驗比較困難,S2-的補充可依據經驗進行。在正常使用情況下,每24h,按每100kg熔鹽添加2~4g的K2S。


 b. S2-含量的控制。根據處理工件使用的主要功能來考慮S2-的含量控制。


    工件以提高減摩性能,提高抗擦傷、抗咬合性能為主時,鹽浴中的S2-含量可控制為大于2×10-3%;以提高耐磨、抗疲勞性能為主時,鹽浴中的S2-含量控制在0.5×10-3%~1.5×10-3%即可。


c. K2S在鹽浴中有降低CN-的作用。在硫氮碳共滲鹽浴中,K2S的存在還會發生以下化學反應


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通過這些化學反應,可使鹽浴中有毒的CN-下降。有研究表明:由于K2S的作用,可使共滲鹽浴中的CN-的含量從2.5%~3.0%下降至0.1%~0.8%。