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(shen)層組(zu)織(zhi)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。
由于工件共滲層最外層有FeS存在,大(da)大(da)降(jiang)低了工件表(biao)面的(de)(de)摩(mo)(mo)擦系數,從而提(ti)高了抗咬合和抗黏著性能。在Falex摩(mo)(mo)擦試驗機(ji)上進(jin)行的(de)(de)試驗結(jie)果(guo)表(biao)明,ZGCr28鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼經硫氨(an)碳(tan)共滲后(hou)的(de)(de)抗擦傷負(fu)荷(he)比不(bu)(bu)處理(li)者(zhe)(zhe)高6倍(bei),比離子滲氨(an)者(zhe)(zhe)高41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不(bu)(bu)銹鋼經硫氮碳(tan)共滲后(hou)的(de)(de)抗擦傷負(fu)荷(he)比未處理(li)者(zhe)(zhe)提(ti)高2倍(bei)以上。
不銹鋼(gang)硫氮碳工藝及效(xiao)果參(can)見表7-10。
2. 液體硫氮碳共(gong)滲生產的(de)相(xiang)關問題
液體硫氮(dan)碳共(gong)滲(shen)(shen)的(de)(de)工藝操作、生產安全(quan)注意事項、共(gong)滲(shen)(shen)可能(neng)產生的(de)(de)缺陷(xian)及預防措(cuo)施(shi)等問題參見液體氮(dan)碳共(gong)滲(shen)(shen)的(de)(de)相關內(nei)容及表7-9。
另外,需要說明以下一些問題。
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%。