1. 液體氮碳共滲設(she)備
液體氮碳共(gong)滲設備一般采用帶(dai)有不銹鋼(gang)坩堝的(de)井式電(dian)爐(lu)。坩堝內鹽浴溫度波動范圍不應大于(yu)±10℃。
液(ye)體氮(dan)碳共滲爐(lu)應配備有抽風(feng)裝置，能(neng)有效地將(jiang)熔鹽產生的廢氣(qi)排出室外。
除(chu)共滲(shen)爐(lu)外，應有配(pei)套的(de)預熱(re)爐(lu)，將清洗(xi)后的(de)工件經過預熱(re)，再裝(zhuang)人共滲(shen)爐(lu)，以防止工件人爐(lu)降(jiang)低鹽浴溫度(du)。預熱(re)溫度(du)一般為150~300℃。
還應配(pei)備(bei)熱油(you)浴爐，可(ke)控(kong)制(zhi)油(you)溫在100~120℃之間(jian)。油(you)浴爐既(ji)可(ke)作為(wei)共滲工(gong)件(jian)的冷卻，也(ye)可(ke)作為(wei)零件(jian)共滲清(qing)洗烘干后(hou)的浸油(you)處理，以提(ti)高工(gong)件(jian)的表面質量。
對于(yu)有更高質(zhi)量(liang)要求(qiu)的(de)(de)零(ling)件，共(gong)滲后可在350℃左右的(de)(de)氧化浴中冷卻，為此，應設置氧化浴爐。氧化浴爐的(de)(de)條件類似于(yu)共(gong)滲爐。
2. 液體氮碳共滲介(jie)質
由于毒性較大，直接使(shi)(shi)用NaCN和(he)KCN已(yi)被限制，目前(qian)，多數熱處理廠或者使(shi)(shi)用由專業生(sheng)產廠生(sheng)產的(de)成品基鹽(yan)和(he)調整鹽(yan)，或者使(shi)(shi)用以尿素、碳(tan)酸鹽(yan)為主的(de)混(hun)合鹽(yan)。
①. 成(cheng)品基鹽、調整(zheng)鹽（再生鹽）
這里的基鹽(yan)、調整鹽(yan)指由專業生產廠將尿素、碳酸鹽(yan)為主的混合物經熔化后再冷卻而(er)獲得的固體塊狀或顆(ke)粒狀成品物，而(er)不是(shi)只(zhi)將幾(ji)種(zhong)原料機械混合供貨(huo)的混合物。
a. 基鹽(yan)的主(zhu)要成分(fen)為
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其(qi)余為以(yi)Na+、K+為主(zhu)的金屬(shu)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(de)熔化
首次熔鹽(yan)(yan)時，將(jiang)基(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)放入(ru)坩堝(guo)(guo)內(nei)，放入(ru)量(liang)可控制(zhi)(zhi)在坩堝(guo)(guo)容量(liang)的(de)1/3~1/2,將(jiang)坩堝(guo)(guo)控制(zhi)(zhi)溫度設定(ding)在（520±10)℃的(de)范圍(wei)，待坩堝(guo)(guo)內(nei)基(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)全(quan)(quan)部熔化后(hou)，再緩慢放入(ru)其余基(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)（添加(jia)的(de)基(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)不可太(tai)(tai)潮濕和太(tai)(tai)涼(liang)，以防(fang)迸濺），直到預定(ding)量(liang)的(de)基(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)全(quan)(quan)部熔化，調整(zheng)鹽(yan)(yan)浴(yu)溫度達到工藝要求的(de)溫度，并(bing)在此溫度空載(zai)運行約4h后(hou)方可投入(ru)生(sheng)產。
此時熔鹽浴的(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)調整(zheng)鹽重量可按下面的(de)經驗公式計算
G=1.15(Y-X) M/100
式(shi)中：G為需(xu)添加的調整鹽重(zhong)量，kg;
Y為(wei)預定調整后的鹽浴中CNO-百分(fen)數；
X為(wei)調(diao)整前鹽浴中(zhong)CNO-百(bai)分數；
M為鹽(yan)浴重(zhong)量，kg;
（鹽浴(yu)比(bi)重約為(wei)1.75g/cm3)
例如(ru)，坩堝內徑(jing)50cm,熔鹽深(shen)度(du)80cm,則此時熔鹽重量為：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調整前鹽浴中的CNO-=33%,即X=33
設定調整后鹽浴中的CNO=36%,即Y=36
則應加調(diao)整鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如果鹽浴中(zhong)的CN-升高了，為降低CN-,可通入(ru)壓縮空氣，使CN-加速氧化而降低。當然，這(zhe)時鹽浴中(zhong)的CNO-含量也(ye)有升高的變化。
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(yan)
氮碳共(gong)滲用混(hun)合(he)(he)鹽(yan)(yan)(yan)指熱處(chu)理(li)廠自(zi)行采(cai)購符合(he)(he)標(biao)準的(de)尿素、碳酸鹽(yan)(yan)(yan)及(ji)其他(ta)輔助用料，按比(bi)例混(hun)合(he)(he)的(de)混(hun)合(he)(he)物料。也(ye)有的(de)材料廠將按比(bi)例混(hun)合(he)(he)好的(de)基(ji)鹽(yan)(yan)(yan)、調整鹽(yan)(yan)(yan)未(wei)經熔(rong)化(hua)(hua)而提(ti)供給熱處(chu)理(li)廠，熱處(chu)理(li)廠放入爐內熔(rong)化(hua)(hua)后使用。
目前，自行配制的氮碳共滲混合鹽配方較多，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(fang)中，（NH2)2CO和(he)(he)Na2CO3為主(zhu)原料，二(er)(er)者(zhe)(zhe)通過加,熱引起化(hua)學(xue)反(fan)應，生成NaCNO,熔化(hua)時（NH2)2CO比Na2CO3，損失(shi)大(da)一些，前者(zhe)(zhe)所占(zhan)比例比二(er)(er)者(zhe)(zhe)平衡反(fan)應需(xu)占(zhan)比例偏大(da)。配(pei)方(fang)中的(de)(de)KCI和(he)(he)KOH作為輔助用(yong)料加入，可提高鹽浴的(de)(de)流動性和(he)(he)穩定性，也對共滲層質(zhi)量產生積極(ji)的(de)(de)影響。
b. 混合(he)鹽的熔化
將按比例(li)混合好的鹽(yan)(yan)(yan)加入坩堝，占坩堝深(shen)度(du)的3/4左右(you)，通電升溫，可定溫度(du)在480~500℃,待鹽(yan)(yan)(yan)逐漸熔(rong)化變成液(ye)體，鹽(yan)(yan)(yan)面下沉時(shi)，再逐漸添加其余鹽(yan)(yan)(yan)，力求保持(chi)原鹽(yan)(yan)(yan)面高度(du)，直至預定鹽(yan)(yan)(yan)全部熔(rong)化成液(ye)體，將溫度(du)調至540~560℃保持(chi)4h后，再放工件開始(shi)工作(zuo)。
這種混(hun)合散裝鹽的熔(rong)化(hua)比(bi)成品(pin)鹽的熔(rong)化(hua)更麻煩，熔(rong)化(hua)過程(cheng)中有大(da)量的廢氣產(chan)生，對周圍環境及(ji)操作者帶來不(bu)利的影(ying)響(xiang)，另外，散裝混(hun)合鹽熔(rong)化(hua)時損失大(da)、利用率低。
c. 鹽(yan)浴的(de)調整(zheng)
這種鹽(yan)浴的調整相對于成品鹽(yan)鹽(yan)浴調整比較困難(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(su)調整鹽浴(yu)(yu)時(shi)要緩慢(man)加(jia)(jia)入(ru)，且攪(jiao)拌鹽浴(yu)(yu)，以保證添加(jia)(jia)的尿素(su)能充分發揮(hui)作用，減(jian)少損失。
為保持鹽浴的(de)流動性和(he)穩定性，也應適當(dang)添加KCI和(he)KOH。調整鹽浴時(shi)，可降低鹽浴的(de)溫(wen)度（500~520℃),待添加物全部熔化后(hou)，再升(sheng)到(dao)工藝要(yao)求的(de)溫(wen)度。
3. 液體氨碳共滲工件的預(yu)先處理(li)
參見本章第一節不銹鋼(gang)氣體滲氮零件(jian)預先處理的有關內容。
4. 共滲前(qian)的生產(chan)準(zhun)備
每(mei)爐應(ying)配備檢查試塊(kuai)，試塊(kuai)應(ying)與工件同(tong)(tong)材質并經過相同(tong)(tong)的工藝程(cheng)序(xu)，表面粗糙度(du)不大于Ra 0.4μm。
待滲工件表(biao)面(mian)不得有脫碳層、銹斑、劃痕、尖角、銳邊，表(biao)面(mian)最好(hao)經過加工。
工件共(gong)滲面共(gong)滲后(hou)原則上(shang)不(bu)允許磨(mo)削，必需磨(mo)削時，磨(mo)削量(liang)不(bu)應大于(yu)0.05mm。
共(gong)滲工件應選擇合適的工裝，細長件應吊掛。
裝爐前應認(ren)真檢查設備及(ji)控制裝置，保(bao)證其完好。
5. 液體氮(dan)碳共滲(shen)工藝(yi)及操作(zuo)要點
液體氮碳共(gong)滲(shen)的主要工藝(yi)流程是：工件清理－裝卡－預熱－共(gong)滲(shen)處理－冷(leng)卻(que)－清洗(xi) 烘干 - 浸油。
①. 工(gong)件清理
去除工件表面銹(xiu)痕、油(you)污，保證工件表面清潔。
②. 裝卡(ka)
依據工(gong)(gong)件形(xing)狀選擇卡（掛(gua)）具，保證(zheng)工(gong)(gong)件待滲面不互相接觸，工(gong)(gong)件擺放均勻。
③. 預熱
工件(jian)人共(gong)滲爐前，應經300~350℃溫度(du)預熱(re)，保持時間(jian)不少(shao)于30min.
④. 共滲
預熱后的(de)工(gong)件裝入(ru)熔鹽浴爐(lu)內，應保證工(gong)件浸人鹽浴中，工(gong)件之間(jian)保留空隙，工(gong)件裝入(ru)量(liang)一般(ban)控(kong)制在鹽浴重(zhong)量(liang)的(de)30%~40%.
鹽浴成分中，CNO-的控(kong)制應根據共滲目(mu)(mu)的調整選擇(ze)：以提高(gao)減摩、抗咬死性(xing)能為(wei)主要目(mu)(mu)的時，CNO-最(zui)好控(kong)制在36%~40%之間(jian)；以抗磨(mo)損、提高(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)為(wei)主要目(mu)(mu)的時，CNO-最(zui)好控(kong)制在32%~36%之間(jian)。通常，CNO-控(kong)制在34%~38%之間(jian)，各種(zhong)性(xing)能均有較好的效果。
CNO-含量不足會使滲層(ceng)深(shen)度不夠、硬度不足；CNO-含量過高，可能引(yin)起滲層(ceng)表面質(zhi)量不良(liang)，產生疏松。
共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)；氨碳共(gong)滲(shen)(shen)(shen)在530~580℃溫(wen)度(du)之間都可(ke)(ke)(ke)進行，在實際生產時，根據材(cai)料種類、工件使(shi)用功能等因素確定，不銹鋼液體氮碳共(gong)滲(shen)(shen)(shen)可(ke)(ke)(ke)選用560~570℃.共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)太(tai)低，共(gong)滲(shen)(shen)(shen)層深(shen)度(du)偏(pian)淺(qian)，硬度(du)偏(pian)低；溫(wen)度(du)太(tai)高，表面可(ke)(ke)(ke)能產生疏松，溫(wen)度(du)超過600℃,有可(ke)(ke)(ke)能因CN-升高、CNO-下(xia)降使(shi)鹽浴(yu)報廢。
共(gong)(gong)滲(shen)(shen)時(shi)間(jian)：隨著共(gong)(gong)滲(shen)(shen)保(bao)溫時(shi)間(jian)的加長(chang)(chang)，滲(shen)(shen)層深度(du)增加，超過(guo)3h后，化(hua)合物層深度(du)增加緩慢(man)，而(er)擴散層深度(du)則呈(cheng)直線上升。共(gong)(gong)滲(shen)(shen)保(bao)溫時(shi)間(jian)還對滲(shen)(shen)層硬度(du)產生影(ying)響(xiang)，有試(shi)驗表明(ming)，共(gong)(gong)滲(shen)(shen)保(bao)溫時(shi)間(jian)超過(guo)3h,滲(shen)(shen)層表面硬度(du)有下降(jiang)的趨勢，且(qie)滲(shen)(shen)層硬度(du)峰值隨時(shi)間(jian)的加長(chang)(chang)內移，說(shuo)明(ming)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)時(shi)間(jian)過(guo)長(chang)(chang)會引起表面化(hua)合物外層產生疏松。所以，不銹鋼(gang)氮碳(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)保(bao)溫時(shi)間(jian)應(ying)依據材料及工(gong)件的大小，控(kong)制在(zai)60~180min。
⑤. 冷卻
工件共滲完成(cheng)后(hou)，出爐冷(leng)(leng)(leng)卻可(ke)采用空冷(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)或氧化浴(yu)分級冷(leng)(leng)(leng)卻。
空(kong)冷(leng)(leng)可(ke)保證工(gong)件(jian)有最小的冷(leng)(leng)卻變(bian)形。細長件(jian)、薄刃具(ju)件(jian)、易(yi)變(bian)形件(jian)常采用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)。但空(kong)冷(leng)(leng)時表面易(yi)現(xian)花斑痕，且表面清理較(jiao)困難。
油(you)冷(leng)、水冷(leng)可(ke)使(shi)工件表面潔凈，在一定程度上提高了表面的抗疲勞性能，但易引起(qi)冷(leng)卻變形(xing)。
氧化鹽(yan)浴分級冷卻可(ke)使工(gong)件表面(mian)生(sheng)成Fe3O4薄膜，并將從共(gong)滲爐內帶出的微量氰鹽(yan)氧化成無毒物(wu)，便于排(pai)放(fang)，同時也可(ke)徹底去除附著(zhu)在工(gong)件表面(mian)的氰化物(wu)。
共(gong)滲后采(cai)用(yong)氧化鹽浴冷卻也是下面談到的QPQ處理的必須工序過程。
⑥. 清洗
冷卻后的共滲(shen)件應先用熱(re)水煮沸清(qing)洗(xi)，再用自(zi)來水沖洗(xi)，以去掉工件表面的殘鹽和微量氰化物。
⑦. 烘干
清洗(xi)后的工件最(zui)好在100~200℃溫度下緩慢烘干。
⑧. 浸油
烘(hong)干后(hou)的工(gong)件(jian)在熱(re)機油(you)中浸(jin)泡10~15min,以保證工(gong)件(jian)表(biao)面光亮。
6. 液體氮碳共滲質量檢查
①. 外觀(guan)
共滲并清洗后的工件(jian)呈深灰或(huo)(huo)灰黑色(se)（不銹鋼或(huo)(huo)鑄(zhu)鐵件(jian)），盲孔、狹縫處(chu)不得滯(zhi)有殘鹽，工作面不得有碰傷、劃痕。
②. 硬度
表面硬度(du)用低負(fu)荷(he)維氏硬度(du)計檢測(ce)，負(fu)荷(he)量可采用1kg或5kg.檢測(ce)硬度(du)應(ying)達(da)到技術要(yao)求，并注明采用負(fu)荷(he)值(zhi)，如(ru)HV1或HV5等。
③. 共滲層深度
化(hua)合物層(ceng)及擴(kuo)散層(ceng)深度的(de)測量采(cai)用(yong)有關(guan)標準推(tui)薦的(de)腐蝕(shi)劑和測量方法。
一般用金相(xiang)法測量到針狀氮化物終(zhong)了(le)處(chu)即為擴(kuo)散層(ceng)。碳鋼件(jian)檢查時(shi)可(ke)將試塊(kuai)在300℃保溫2小時(shi)后(hou)測量。
也(ye)可采用斷面(mian)硬度(du)(du)法(fa)，即(ji)由(you)(you)試樣(yang)表面(mian)向心(xin)部(bu)測量顯(xian)微(wei)硬度(du)(du)（負(fu)荷(he)100g).由(you)(you)表面(mian)測至顯(xian)微(wei)硬度(du)(du)比心(xin)部(bu)，即(ji)基體硬度(du)(du)高30~50HV處為滲(shen)層部(bu)深度(du)(du)。
④. 滲層脆性(xing)（滲層致密度）
共滲層(ceng)脆(cui)性(xing)可(ke)參(can)照(zhao)滲氮脆(cui)性(xing)檢驗(yan)方(fang)法和(he)標準(zhun)GB/T11354《鋼鐵(tie)零件(jian)共滲層(ceng)深度測定和(he)金相組織檢驗(yan)》。
