1. 液體氮碳共(gong)滲設備
液體氮碳共滲(shen)設(she)備一般采(cai)用帶有(you)不銹鋼(gang)坩(gan)堝的井式電爐。坩(gan)堝內鹽浴溫度波動范圍不應大于±10℃。
液體(ti)氮碳共滲爐應配備(bei)有(you)抽風裝置，能(neng)有(you)效地將熔鹽產生的廢氣排出(chu)室外(wai)。
除(chu)共滲爐外，應(ying)有配(pei)套的預熱爐，將(jiang)清洗后的工件(jian)經(jing)過(guo)預熱，再裝人(ren)共滲爐，以防止(zhi)工件(jian)人(ren)爐降低(di)鹽(yan)浴溫(wen)度(du)。預熱溫(wen)度(du)一般為150~300℃。
還(huan)應配備熱油浴(yu)爐，可(ke)(ke)控制油溫在100~120℃之間。油浴(yu)爐既可(ke)(ke)作為共滲(shen)工件的(de)冷卻，也可(ke)(ke)作為零(ling)件共滲(shen)清(qing)洗烘(hong)干(gan)后的(de)浸油處(chu)理，以提高工件的(de)表面(mian)質量。
對于(yu)有更高質量要(yao)求的(de)零件，共(gong)滲(shen)后可在350℃左右的(de)氧化浴中冷卻，為(wei)此，應設置氧化浴爐。氧化浴爐的(de)條件類似于(yu)共(gong)滲(shen)爐。
2. 液(ye)體氮碳共滲(shen)介質(zhi)
由(you)于毒性較大，直(zhi)接(jie)使用NaCN和KCN已被限制，目前(qian)，多數(shu)熱處理廠或者使用由(you)專(zhuan)業生產廠生產的成(cheng)品(pin)基鹽和調整鹽，或者使用以尿素、碳(tan)酸(suan)鹽為(wei)主的混合鹽。
①. 成(cheng)品(pin)基(ji)鹽(yan)、調(diao)整(zheng)鹽(yan)（再生鹽(yan)）
這里的(de)基(ji)鹽、調整(zheng)鹽指由(you)專(zhuan)業(ye)生(sheng)產廠將尿素、碳酸鹽為(wei)主的(de)混合(he)物經熔化后再冷卻而獲得的(de)固體塊狀或(huo)顆粒狀成(cheng)品物，而不是(shi)只(zhi)將幾種原料機械混合(he)供貨的(de)混合(he)物。
a. 基鹽的(de)主要(yao)成分為(wei)
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其(qi)余為以Na+、K+為主的(de)金(jin)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
首次熔鹽(yan)時，將基(ji)鹽(yan)放(fang)(fang)入(ru)坩堝(guo)內，放(fang)(fang)入(ru)量可(ke)(ke)控(kong)制在坩堝(guo)容量的(de)1/3~1/2,將坩堝(guo)控(kong)制溫度(du)設定在（520±10)℃的(de)范圍，待坩堝(guo)內基(ji)鹽(yan)全部熔化(hua)后，再緩(huan)慢(man)放(fang)(fang)入(ru)其余基(ji)鹽(yan)（添加的(de)基(ji)鹽(yan)不(bu)可(ke)(ke)太潮(chao)濕(shi)和(he)太涼，以防迸濺(jian)），直(zhi)到(dao)預(yu)定量的(de)基(ji)鹽(yan)全部熔化(hua)，調(diao)整鹽(yan)浴溫度(du)達(da)到(dao)工藝要求的(de)溫度(du)，并在此溫度(du)空載運行約4h后方(fang)可(ke)(ke)投(tou)入(ru)生(sheng)產。
此時(shi)熔(rong)鹽浴的CNO-濃(nong)度為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(tian)加的調整鹽(yan)重(zhong)量可按(an)下面的經驗(yan)公(gong)式計算
G=1.15(Y-X) M/100
式中：G為需添加(jia)的調整鹽重量，kg;
Y為預定調整后的鹽浴中CNO-百(bai)分數；
X為調整前鹽浴中(zhong)CNO-百分數；
M為鹽浴(yu)重量，kg;
（鹽浴比重約(yue)為1.75g/cm3)
例如，坩堝內徑50cm,熔鹽深度80cm,則此(ci)時熔鹽重量為(wei)：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調(diao)整前(qian)鹽浴中的CNO-=33%,即X=33
設定調整(zheng)后鹽浴(yu)中(zhong)的CNO=36%,即Y=36
則(ze)應(ying)加調整鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如果鹽(yan)浴中(zhong)的(de)CN-升高了(le)，為降低CN-,可通入壓(ya)縮空氣，使(shi)CN-加速氧化而降低。當(dang)然，這時鹽(yan)浴中(zhong)的(de)CNO-含(han)量也有升高的(de)變化。
根據經驗，CO2-3可不化驗，因為一般情況下，CNO-%+CO2-3%≈56%.
②. 混合鹽
氮碳共滲(shen)用(yong)混(hun)合(he)(he)鹽指熱(re)處(chu)理廠自(zi)行采購(gou)符(fu)合(he)(he)標準的(de)(de)(de)尿素、碳酸鹽及(ji)其(qi)他輔(fu)助用(yong)料，按比例混(hun)合(he)(he)的(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)物料。也(ye)有的(de)(de)(de)材料廠將按比例混(hun)合(he)(he)好的(de)(de)(de)基鹽、調整鹽未經(jing)熔化(hua)而提供(gong)給(gei)熱(re)處(chu)理廠，熱(re)處(chu)理廠放入爐內熔化(hua)后使用(yong)。
目前，自行配(pei)制的氮碳共(gong)滲混合(he)鹽配(pei)方(fang)較多，這里介紹其中一種。
a.配方為
（NH2)2CO(尿素）：Na2CO3:KCI:KOH=45:35:10:10
上述配(pei)方中(zhong)，（NH2)2CO和(he)Na2CO3為主原料(liao)，二(er)者(zhe)通(tong)過加,熱(re)引起化學反應，生成(cheng)NaCNO,熔化時(shi)（NH2)2CO比(bi)Na2CO3，損失(shi)大(da)一些，前者(zhe)所占比(bi)例比(bi)二(er)者(zhe)平衡反應需占比(bi)例偏大(da)。配(pei)方中(zhong)的(de)KCI和(he)KOH作(zuo)為輔(fu)助用料(liao)加入，可提高鹽浴的(de)流動性和(he)穩定(ding)性，也對共滲層(ceng)質量產生積極的(de)影響。
b. 混合鹽的熔(rong)化
將按(an)比(bi)例混合好的鹽(yan)(yan)加(jia)入坩(gan)堝(guo)(guo)，占坩(gan)堝(guo)(guo)深度的3/4左右，通電升溫，可(ke)定(ding)溫度在(zai)480~500℃,待鹽(yan)(yan)逐漸(jian)熔化變(bian)成(cheng)液(ye)體，鹽(yan)(yan)面下沉時，再逐漸(jian)添(tian)加(jia)其余鹽(yan)(yan)，力求保(bao)持原鹽(yan)(yan)面高度，直至預定(ding)鹽(yan)(yan)全(quan)部熔化成(cheng)液(ye)體，將溫度調(diao)至540~560℃保(bao)持4h后，再放工件開始工作。
這(zhe)種混(hun)合散裝鹽(yan)的(de)熔(rong)化比(bi)成品(pin)鹽(yan)的(de)熔(rong)化更麻煩(fan)，熔(rong)化過程中有(you)大量的(de)廢(fei)氣(qi)產生，對周圍(wei)環境及操作者帶來不利(li)(li)的(de)影響，另外，散裝混(hun)合鹽(yan)熔(rong)化時損失(shi)大、利(li)(li)用率低。
c. 鹽(yan)浴的調整
這種鹽(yan)浴的調(diao)整相對于成品(pin)鹽(yan)鹽(yan)浴調(diao)整比較困難。
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。
用尿素調整鹽浴(yu)時(shi)要緩慢(man)加(jia)入，且攪拌鹽浴(yu)，以保證添加(jia)的尿素能充分發揮作用，減(jian)少(shao)損失。
為保持鹽浴的(de)流(liu)動性(xing)和穩定性(xing)，也(ye)應(ying)適(shi)當添(tian)加KCI和KOH。調(diao)整鹽浴時(shi)，可降低鹽浴的(de)溫(wen)度(du)（500~520℃),待(dai)添(tian)加物(wu)全部熔化后，再升到(dao)工藝要(yao)求的(de)溫(wen)度(du)。
3. 液體氨碳共滲工件的預(yu)先(xian)處理
參(can)見(jian)本章第一(yi)節不銹鋼(gang)氣體滲氮零件預先處理的(de)有(you)關內容。
4. 共(gong)滲前的生產準備
每爐應配備檢(jian)查試塊(kuai)，試塊(kuai)應與(yu)工件同(tong)材質并經過相同(tong)的工藝程序，表面粗糙度不大于Ra 0.4μm。
待滲工(gong)件(jian)表面(mian)不得有脫(tuo)碳層、銹斑、劃痕、尖角、銳邊，表面(mian)最好(hao)經過加工(gong)。
工件共滲(shen)面共滲(shen)后原則上不允(yun)許磨(mo)削(xue)，必(bi)需磨(mo)削(xue)時(shi)，磨(mo)削(xue)量不應大于0.05mm。
共滲工件應選擇合適的工裝，細長(chang)件應吊掛。
裝爐前應(ying)認(ren)真(zhen)檢查設備及(ji)控制(zhi)裝置，保證(zheng)其(qi)完好(hao)。
5. 液體氮碳共(gong)滲工藝及(ji)操(cao)作(zuo)要點
液體氮碳共(gong)滲的(de)主(zhu)要工藝流(liu)程是：工件(jian)清理－裝卡－預熱－共(gong)滲處理－冷卻－清洗 烘干 - 浸油。
①. 工件(jian)清理
去除工件(jian)表面銹(xiu)痕、油(you)污，保(bao)證工件(jian)表面清(qing)潔。
②. 裝卡
依據工件形狀(zhuang)選擇卡(ka)（掛）具(ju)，保證工件待(dai)滲(shen)面不互相接觸，工件擺(bai)放(fang)均勻。
③. 預(yu)熱
工件人(ren)共滲爐(lu)前，應經300~350℃溫度預熱，保持時(shi)間不少于30min.
④. 共滲
預熱后的(de)工(gong)件裝入熔(rong)鹽(yan)浴爐內，應保證工(gong)件浸人鹽(yan)浴中，工(gong)件之間保留空(kong)隙，工(gong)件裝入量一般控制在鹽(yan)浴重量的(de)30%~40%.
鹽浴成分中(zhong)，CNO-的(de)控制(zhi)應根(gen)據共滲目的(de)調整選擇：以(yi)提高減摩(mo)、抗咬死(si)性(xing)能為主要(yao)目的(de)時(shi)，CNO-最好控制(zhi)在36%~40%之(zhi)間(jian)(jian)(jian)；以(yi)抗磨(mo)損、提高耐磨(mo)性(xing)為主要(yao)目的(de)時(shi)，CNO-最好控制(zhi)在32%~36%之(zhi)間(jian)(jian)(jian)。通常，CNO-控制(zhi)在34%~38%之(zhi)間(jian)(jian)(jian)，各種性(xing)能均有較(jiao)好的(de)效果(guo)。
CNO-含量(liang)(liang)不(bu)(bu)足會(hui)使(shi)滲層深度(du)不(bu)(bu)夠、硬度(du)不(bu)(bu)足；CNO-含量(liang)(liang)過(guo)高，可能引起滲層表面質量(liang)(liang)不(bu)(bu)良，產生疏松。
共滲(shen)溫(wen)度；氨(an)碳(tan)共滲(shen)在530~580℃溫(wen)度之間都可(ke)進行，在實際生產時，根據材料(liao)種類、工(gong)件使用功(gong)能等因(yin)素確定(ding)，不銹鋼(gang)液體(ti)氮碳(tan)共滲(shen)可(ke)選(xuan)用560~570℃.共滲(shen)溫(wen)度太(tai)(tai)低，共滲(shen)層深度偏淺，硬度偏低；溫(wen)度太(tai)(tai)高，表面可(ke)能產生疏松，溫(wen)度超過(guo)600℃,有可(ke)能因(yin)CN-升高、CNO-下降使鹽浴報廢。
共(gong)(gong)滲(shen)時(shi)(shi)間(jian)：隨(sui)著共(gong)(gong)滲(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)的(de)加長(chang)，滲(shen)層(ceng)深度增加，超過(guo)3h后，化合物層(ceng)深度增加緩(huan)慢(man)，而擴散層(ceng)深度則呈直(zhi)線上升。共(gong)(gong)滲(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)還(huan)對滲(shen)層(ceng)硬(ying)度產生(sheng)影響，有(you)試驗表(biao)明，共(gong)(gong)滲(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)超過(guo)3h,滲(shen)層(ceng)表(biao)面硬(ying)度有(you)下降的(de)趨(qu)勢，且(qie)滲(shen)層(ceng)硬(ying)度峰值隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)的(de)加長(chang)內移，說(shuo)明共(gong)(gong)滲(shen)時(shi)(shi)間(jian)過(guo)長(chang)會引起表(biao)面化合物外層(ceng)產生(sheng)疏(shu)松。所以(yi)，不銹鋼氮碳(tan)共(gong)(gong)滲(shen)保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)應(ying)依(yi)據材料(liao)及工件的(de)大小，控制在60~180min。
⑤. 冷卻
工(gong)件共滲完成(cheng)后(hou)，出爐冷卻(que)可采用空(kong)冷、油(you)冷、水冷或氧化浴分級冷卻(que)。
空冷可(ke)保證工(gong)件(jian)有最小的冷卻(que)變(bian)形。細(xi)長(chang)件(jian)、薄(bo)刃具件(jian)、易變(bian)形件(jian)常采用空冷。但空冷時表面易現花斑痕，且表面清理較困(kun)難。
油冷、水冷可使工(gong)件表(biao)面潔凈，在一定程度(du)上(shang)提高了(le)表(biao)面的抗疲勞性能，但易引起冷卻(que)變形。
氧(yang)化鹽浴分級(ji)冷卻可(ke)使工件表(biao)面生成(cheng)(cheng)Fe3O4薄膜，并將從(cong)共滲(shen)爐內(nei)帶出的微量氰(qing)鹽氧(yang)化成(cheng)(cheng)無毒(du)物，便于排放，同時也可(ke)徹(che)底(di)去除附(fu)著在工件表(biao)面的氰(qing)化物。
共(gong)滲后(hou)采用氧化鹽浴冷(leng)卻(que)也是下(xia)面談(tan)到的QPQ處理的必須(xu)工序過程。
⑥. 清洗
冷卻后的共滲件應(ying)先(xian)用熱(re)水煮沸(fei)清洗，再用自來(lai)水沖(chong)洗，以去掉工件表面的殘(can)鹽(yan)和(he)微量(liang)氰化物(wu)。
⑦. 烘干(gan)
清洗(xi)后(hou)的工件最好在100~200℃溫度下(xia)緩慢烘(hong)干(gan)。
⑧. 浸油
烘干后的工件在(zai)熱機油中(zhong)浸泡(pao)10~15min,以保(bao)證(zheng)工件表面光(guang)亮。
6. 液體氮碳共滲質量檢查(cha)
①. 外(wai)觀(guan)
共滲并(bing)清(qing)洗后的工(gong)件呈深灰或灰黑色（不銹(xiu)鋼或鑄(zhu)鐵件），盲(mang)孔、狹縫處(chu)不得(de)滯有(you)殘鹽(yan)，工(gong)作面不得(de)有(you)碰(peng)傷(shang)、劃痕(hen)。
②. 硬度(du)
表面硬(ying)度(du)用低負(fu)(fu)荷(he)維(wei)氏硬(ying)度(du)計檢測，負(fu)(fu)荷(he)量可采(cai)用1kg或5kg.檢測硬(ying)度(du)應達到技(ji)術要(yao)求，并(bing)注(zhu)明采(cai)用負(fu)(fu)荷(he)值(zhi)，如HV1或HV5等(deng)。
③. 共滲層深度(du)
化(hua)合物層(ceng)及擴散層(ceng)深度的測(ce)量采用(yong)有關標(biao)準推薦的腐蝕(shi)劑和測(ce)量方法。
一般(ban)用金相法測量到針狀氮化物終了(le)處即為擴散層。碳鋼件檢(jian)查時(shi)(shi)可(ke)將(jiang)試塊在300℃保溫2小(xiao)時(shi)(shi)后測量。
也可采用斷面(mian)(mian)硬度(du)(du)法(fa)，即由(you)試樣表(biao)面(mian)(mian)向心部測量顯微(wei)硬度(du)(du)（負荷100g).由(you)表(biao)面(mian)(mian)測至顯微(wei)硬度(du)(du)比心部，即基體硬度(du)(du)高30~50HV處為(wei)滲層部深度(du)(du)。
④. 滲層脆性（滲層致密(mi)度）
共滲(shen)層脆性(xing)可參(can)照滲(shen)氮脆性(xing)檢(jian)(jian)驗(yan)方法(fa)和標準(zhun)GB/T11354《鋼(gang)鐵(tie)零件(jian)共滲(shen)層深度測定(ding)和金相組(zu)織(zhi)檢(jian)(jian)驗(yan)》。
