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. 液體硫氮碳共滲層組(zu)織及效果
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(you)于(yu)工件共(gong)滲(shen)層(ceng)最(zui)外層(ceng)有FeS存在(zai)(zai),大大降低了(le)工件表面的(de)摩擦系數(shu),從而提(ti)(ti)高了(le)抗咬合和抗黏著性能。在(zai)(zai)Falex摩擦試驗(yan)機上進行的(de)試驗(yan)結果表明,ZGCr28鐵素體不銹鋼(gang)經(jing)硫氨碳(tan)共(gong)滲(shen)后的(de)抗擦傷負(fu)荷比不處(chu)理者(zhe)高6倍,比離子滲(shen)氨者(zhe)高41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼(gang)經(jing)硫氮碳(tan)共(gong)滲(shen)后的(de)抗擦傷負(fu)荷比未處(chu)理者(zhe)提(ti)(ti)高2倍以上。
不銹鋼硫(liu)氮碳工藝及效果參見(jian)表7-10。
2. 液體硫氮碳共滲生(sheng)產的(de)相(xiang)關問題
液(ye)體(ti)硫(liu)氮(dan)碳(tan)共滲(shen)(shen)的(de)(de)工藝操作、生產(chan)安全注(zhu)意事項、共滲(shen)(shen)可能產(chan)生的(de)(de)缺陷(xian)及(ji)預(yu)防措施等問題參見液(ye)體(ti)氮(dan)碳(tan)共滲(shen)(shen)的(de)(de)相(xiang)關(guan)內容及(ji)表7-9。
另外(wai),需要(yao)說明以下(xia)一些問(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
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%。