1. 液(ye)體氮(dan)碳共滲設備(bei)
液體氮碳共滲設備一(yi)般采用(yong)帶(dai)有不(bu)銹(xiu)鋼坩(gan)堝的井式電爐。坩(gan)堝內(nei)鹽(yan)浴溫度(du)波動(dong)范(fan)圍不(bu)應大(da)于±10℃。
液(ye)體氮碳共滲(shen)爐應配備有抽風裝置，能有效地將熔鹽產生的廢氣排出(chu)室外。
除共滲(shen)爐外，應有配套的(de)預熱爐，將清(qing)洗后的(de)工件經過預熱，再裝人共滲(shen)爐，以防止(zhi)工件人爐降低鹽(yan)浴溫度。預熱溫度一般為150~300℃。
還應配備熱(re)油浴(yu)爐，可(ke)控制油溫在100~120℃之間。油浴(yu)爐既(ji)可(ke)作為(wei)共滲(shen)工(gong)件(jian)的冷卻，也可(ke)作為(wei)零件(jian)共滲(shen)清洗烘干后的浸油處(chu)理，以提高工(gong)件(jian)的表面質量。
對(dui)于有(you)更高質量(liang)要求的(de)零(ling)件，共滲后可在350℃左右的(de)氧(yang)化浴中冷(leng)卻，為此，應設置氧(yang)化浴爐(lu)。氧(yang)化浴爐(lu)的(de)條件類似(si)于共滲爐(lu)。
2. 液體氮碳共滲介質
由(you)于毒性較(jiao)大，直(zhi)接使用NaCN和KCN已(yi)被限制(zhi)，目前，多數熱處理廠或者使用由(you)專業生產(chan)廠生產(chan)的成(cheng)品基鹽(yan)(yan)和調整鹽(yan)(yan)，或者使用以尿(niao)素、碳酸(suan)鹽(yan)(yan)為主的混合鹽(yan)(yan)。
①. 成品基鹽、調整鹽（再生鹽）
這里的(de)基鹽(yan)(yan)、調(diao)整鹽(yan)(yan)指由專業生產廠將(jiang)尿(niao)素、碳酸鹽(yan)(yan)為(wei)主的(de)混合物經熔化(hua)后再(zai)冷(leng)卻而(er)獲得的(de)固體塊狀(zhuang)或顆粒狀(zhuang)成(cheng)品物，而(er)不是只(zhi)將(jiang)幾種原料機械混合供貨的(de)混合物。
a. 基鹽的(de)主要成(cheng)分為
CNO: 38%~41%
CN: <0.1%
CO2-3:15%~18%
其余(yu)為以(yi)Na+、K+為主的金屬離子。
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(shou)次熔(rong)鹽時，將(jiang)基(ji)(ji)鹽放(fang)入坩(gan)(gan)堝內(nei)，放(fang)入量(liang)可(ke)控制(zhi)在(zai)坩(gan)(gan)堝容(rong)量(liang)的1/3~1/2,將(jiang)坩(gan)(gan)堝控制(zhi)溫(wen)(wen)度(du)(du)設(she)定在(zai)（520±10)℃的范圍，待坩(gan)(gan)堝內(nei)基(ji)(ji)鹽全部熔(rong)化后(hou)(hou)，再緩慢放(fang)入其余基(ji)(ji)鹽（添加(jia)的基(ji)(ji)鹽不可(ke)太潮濕和太涼(liang)，以防迸濺），直到預(yu)定量(liang)的基(ji)(ji)鹽全部熔(rong)化，調整(zheng)鹽浴(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)達到工藝要求的溫(wen)(wen)度(du)(du)，并在(zai)此溫(wen)(wen)度(du)(du)空載運行約4h后(hou)(hou)方(fang)可(ke)投(tou)入生產。
此時(shi)熔(rong)鹽浴的CNO-濃度為(wei)37%~40%。
C. 鹽浴(yu)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。
添加的調整鹽重量可按(an)下面(mian)的經驗公式計算(suan)
G=1.15(Y-X) M/100
式中：G為需添(tian)加的調(diao)整(zheng)鹽重量，kg;
Y為預定(ding)調整后的鹽浴中(zhong)CNO-百分數；
X為(wei)調整前鹽浴中(zhong)CNO-百分數(shu)；
M為鹽浴重量(liang)，kg;
（鹽浴比重約為1.75g/cm3)
例如，坩堝內徑50cm,熔(rong)鹽深度80cm,則此(ci)時(shi)熔(rong)鹽重(zhong)量為：M=1/4×3.14×502×80×1.75=274.75(kg)
調整前鹽(yan)浴中的CNO-=33%,即X=33
設(she)定調整后鹽浴中的CNO=36%,即Y=36
則應加調整鹽G=1.15×(36-33)×2745=9.5(g)
如果鹽(yan)浴(yu)中的CN-升(sheng)高(gao)(gao)了，為降低CN-,可通入壓(ya)縮(suo)空氣，使(shi)CN-加(jia)速氧化而(er)降低。當然，這時鹽(yan)浴(yu)中的CNO-含量也(ye)有升(sheng)高(gao)(gao)的變(bian)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
氮碳共滲用(yong)(yong)混合(he)鹽(yan)指熱處(chu)理(li)廠自行(xing)采購符合(he)標準的(de)(de)尿素、碳酸鹽(yan)及(ji)其他(ta)輔助用(yong)(yong)料，按(an)比例混合(he)的(de)(de)混合(he)物料。也(ye)有的(de)(de)材料廠將按(an)比例混合(he)好的(de)(de)基鹽(yan)、調整鹽(yan)未經熔化(hua)(hua)而提供給(gei)熱處(chu)理(li)廠，熱處(chu)理(li)廠放入爐(lu)內(nei)熔化(hua)(hua)后使(shi)用(yong)(yong)。
目前，自行配制的氮碳共滲混合鹽(yan)配方(fang)較多，這里介紹其中一(yi)種。
a.配方為(wei)
（NH2)2CO(尿素）：Na2CO3:KCI:KOH=45:35:10:10
上述配(pei)方(fang)中(zhong)，（NH2)2CO和Na2CO3為(wei)主(zhu)原料(liao)，二(er)者(zhe)通過(guo)加(jia),熱引(yin)起化學反(fan)應(ying)，生成NaCNO,熔化時(shi)（NH2)2CO比Na2CO3，損失大一些，前(qian)者(zhe)所占比例比二(er)者(zhe)平衡反(fan)應(ying)需占比例偏大。配(pei)方(fang)中(zhong)的KCI和KOH作為(wei)輔助(zhu)用(yong)料(liao)加(jia)入，可提高(gao)鹽浴的流動(dong)性和穩(wen)定性，也(ye)對共滲層質量產(chan)生積極(ji)的影響。
b. 混(hun)合(he)鹽的熔化
將(jiang)按比例(li)混合好的(de)鹽(yan)加(jia)入坩(gan)堝，占坩(gan)堝深度的(de)3/4左(zuo)右，通電升溫(wen)(wen)，可定溫(wen)(wen)度在(zai)480~500℃,待(dai)鹽(yan)逐(zhu)漸(jian)熔化(hua)(hua)變成液體，鹽(yan)面下沉時(shi)，再逐(zhu)漸(jian)添加(jia)其余鹽(yan)，力求保(bao)持原鹽(yan)面高度，直(zhi)至預(yu)定鹽(yan)全部熔化(hua)(hua)成液體，將(jiang)溫(wen)(wen)度調(diao)至540~560℃保(bao)持4h后，再放工(gong)件開始工(gong)作。
這種混合散裝(zhuang)鹽(yan)的(de)(de)熔(rong)(rong)化比成品鹽(yan)的(de)(de)熔(rong)(rong)化更(geng)麻煩，熔(rong)(rong)化過程中(zhong)有大(da)量的(de)(de)廢氣產生(sheng)，對周圍環境及操作者帶(dai)來不利的(de)(de)影響，另外(wai)，散裝(zhuang)混合鹽(yan)熔(rong)(rong)化時損失大(da)、利用率低。
c. 鹽浴(yu)的調整
這種鹽(yan)浴的調整(zheng)相(xiang)對于成品鹽(yan)鹽(yan)浴調整(zheng)比較(jiao)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。
用尿素調整(zheng)鹽(yan)浴時要緩(huan)慢加(jia)(jia)入，且(qie)攪拌鹽(yan)浴，以保證添(tian)加(jia)(jia)的尿素能充分發揮作用，減少損失。
為保持(chi)鹽(yan)浴的流動性和穩定性，也應適當添加(jia)KCI和KOH。調整(zheng)鹽(yan)浴時，可降低鹽(yan)浴的溫度（500~520℃),待添加(jia)物全部熔(rong)化后，再升到工藝要求的溫度。
3. 液體氨碳共滲工(gong)件的預先處理
參見本章第一節(jie)不銹(xiu)鋼(gang)氣體滲氮零件預先(xian)處理的有(you)關內容(rong)。
4. 共滲(shen)前的生產準備(bei)
每(mei)爐應配備檢查試(shi)塊，試(shi)塊應與工件同材質并經過相同的工藝程序，表面粗糙度(du)不大于Ra 0.4μm。
待滲工(gong)件表面不得有脫碳層、銹斑、劃痕、尖角、銳邊，表面最好經過加工(gong)。
工件共(gong)滲(shen)面共(gong)滲(shen)后原(yuan)則上不允許磨(mo)削(xue)，必需磨(mo)削(xue)時，磨(mo)削(xue)量不應大于0.05mm。
共滲工件(jian)應選擇(ze)合適的(de)工裝(zhuang)，細長件(jian)應吊掛(gua)。
裝爐(lu)前應認真(zhen)檢查設備及控(kong)制裝置，保證其完(wan)好。
5. 液體氮碳共滲工藝及操作要點
液體氮碳共(gong)滲的主(zhu)要(yao)工藝流程(cheng)是：工件清理(li)－裝卡－預熱－共(gong)滲處(chu)理(li)－冷(leng)卻－清洗 烘干 - 浸油。
①. 工件清理(li)
去(qu)除工件表(biao)面銹痕、油污，保證工件表(biao)面清潔(jie)。
②. 裝卡(ka)
依據工件(jian)形狀選擇(ze)卡（掛）具，保證工件(jian)待滲面不互相接觸，工件(jian)擺(bai)放均勻。
③. 預熱
工件(jian)人共滲爐前，應經300~350℃溫度預熱，保持時間(jian)不少于30min.
④. 共滲
預熱(re)后的(de)工(gong)件(jian)(jian)裝入熔鹽(yan)浴爐內，應保(bao)證工(gong)件(jian)(jian)浸人(ren)鹽(yan)浴中(zhong)，工(gong)件(jian)(jian)之間保(bao)留空隙，工(gong)件(jian)(jian)裝入量一(yi)般控制在(zai)鹽(yan)浴重量的(de)30%~40%.
鹽浴成分中，CNO-的(de)(de)(de)控(kong)制應根據(ju)共(gong)滲目的(de)(de)(de)調(diao)整(zheng)選擇：以(yi)提高減摩、抗咬死性能為主要目的(de)(de)(de)時(shi)，CNO-最好控(kong)制在36%~40%之間；以(yi)抗磨(mo)損(sun)、提高耐磨(mo)性為主要目的(de)(de)(de)時(shi)，CNO-最好控(kong)制在32%~36%之間。通常，CNO-控(kong)制在34%~38%之間，各種性能均(jun)有較好的(de)(de)(de)效果(guo)。
CNO-含(han)量(liang)不(bu)(bu)足會(hui)使(shi)滲層深度不(bu)(bu)夠、硬(ying)度不(bu)(bu)足；CNO-含(han)量(liang)過高，可能(neng)引起滲層表面(mian)質量(liang)不(bu)(bu)良，產(chan)生疏松。
共滲(shen)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)；氨碳共滲(shen)在530~580℃溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)之間都可進行，在實(shi)際生產時，根據材料種類、工件使用(yong)功(gong)能等因(yin)素確定，不(bu)銹鋼(gang)液體氮碳共滲(shen)可選(xuan)用(yong)560~570℃.共滲(shen)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太低，共滲(shen)層深(shen)度(du)(du)(du)(du)偏淺，硬度(du)(du)(du)(du)偏低；溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太高(gao)，表面可能產生疏松(song)，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)超(chao)過600℃,有可能因(yin)CN-升高(gao)、CNO-下降使鹽浴(yu)報廢。
共(gong)(gong)(gong)滲(shen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)：隨著共(gong)(gong)(gong)滲(shen)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)加長(chang)，滲(shen)層(ceng)深(shen)度(du)增(zeng)加，超過3h后(hou)，化合(he)(he)物(wu)層(ceng)深(shen)度(du)增(zeng)加緩慢，而擴散(san)層(ceng)深(shen)度(du)則呈直(zhi)線上升(sheng)。共(gong)(gong)(gong)滲(shen)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)還對滲(shen)層(ceng)硬度(du)產生影響，有試(shi)驗(yan)表明(ming)，共(gong)(gong)(gong)滲(shen)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)超過3h,滲(shen)層(ceng)表面(mian)硬度(du)有下降的(de)趨勢，且滲(shen)層(ceng)硬度(du)峰值(zhi)隨時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)加長(chang)內移，說明(ming)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)過長(chang)會引起(qi)表面(mian)化合(he)(he)物(wu)外(wai)層(ceng)產生疏松。所以，不銹(xiu)鋼(gang)氮碳共(gong)(gong)(gong)滲(shen)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)應依據(ju)材料及(ji)工件的(de)大小(xiao)，控制在60~180min。
⑤. 冷卻
工件共滲完成后，出爐冷卻(que)可采用空冷、油(you)冷、水冷或(huo)氧化浴分級冷卻(que)。
空(kong)冷(leng)可(ke)保證工(gong)件(jian)有(you)最小的冷(leng)卻(que)變(bian)形(xing)。細(xi)長件(jian)、薄刃(ren)具(ju)件(jian)、易(yi)(yi)變(bian)形(xing)件(jian)常采用(yong)空(kong)冷(leng)。但空(kong)冷(leng)時(shi)表(biao)面(mian)易(yi)(yi)現花斑痕，且表(biao)面(mian)清理(li)較困難。
油冷、水冷可(ke)使工件(jian)表面(mian)潔凈，在(zai)一定(ding)程度上提高(gao)了表面(mian)的抗疲勞性能，但易引起冷卻(que)變形。
氧化(hua)鹽浴分級冷卻可(ke)使工件(jian)表(biao)面生成(cheng)Fe3O4薄膜，并將(jiang)從共滲爐(lu)內帶出的微(wei)量氰鹽氧化(hua)成(cheng)無毒(du)物，便于(yu)排放，同時(shi)也(ye)可(ke)徹(che)底去除(chu)附著在工件(jian)表(biao)面的氰化(hua)物。
共(gong)滲后采(cai)用氧化鹽(yan)浴冷(leng)卻也是(shi)下面談到的(de)QPQ處理的(de)必須(xu)工序過程。
⑥. 清洗(xi)
冷(leng)卻后的共滲件(jian)應先(xian)用熱水(shui)煮沸清(qing)洗，再用自來水(shui)沖洗，以(yi)去(qu)掉工件(jian)表面的殘鹽和微量氰(qing)化(hua)物。
⑦. 烘干
清洗后的工(gong)件最好在(zai)100~200℃溫度下(xia)緩慢烘干。
⑧. 浸油(you)
烘干后的工(gong)件(jian)(jian)在熱機油(you)中浸泡10~15min,以保證工(gong)件(jian)(jian)表(biao)面光亮。
6. 液(ye)體氮碳共滲質量檢查
①. 外觀
共(gong)滲并清洗后的工件呈(cheng)深灰或灰黑色（不(bu)銹鋼或鑄(zhu)鐵件），盲孔(kong)、狹縫處不(bu)得滯有殘鹽，工作面不(bu)得有碰傷、劃痕。
②. 硬度
表面(mian)硬度(du)用(yong)低負荷(he)(he)維氏硬度(du)計檢測，負荷(he)(he)量可采用(yong)1kg或5kg.檢測硬度(du)應達到技術要求，并注(zhu)明采用(yong)負荷(he)(he)值，如HV1或HV5等。
③. 共滲(shen)層(ceng)深(shen)度(du)
化(hua)合物(wu)層及(ji)擴(kuo)散層深度的測(ce)量(liang)采用有(you)關(guan)標(biao)準推(tui)薦(jian)的腐蝕劑和(he)測(ce)量(liang)方法。
一般用金相法測量(liang)到(dao)針狀氮化物終(zhong)了處即為(wei)擴散層(ceng)。碳鋼件檢查(cha)時可將試塊在300℃保(bao)溫2小時后測量(liang)。
也可采用斷面(mian)硬度(du)(du)法，即由(you)試樣表面(mian)向心部測量顯微(wei)(wei)硬度(du)(du)（負荷100g).由(you)表面(mian)測至顯微(wei)(wei)硬度(du)(du)比心部，即基體硬度(du)(du)高30~50HV處(chu)為滲層部深(shen)度(du)(du)。
④. 滲層脆性（滲層致密度）
共(gong)(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)脆性(xing)可參照滲(shen)(shen)氮脆性(xing)檢(jian)驗方法(fa)和標(biao)準(zhun)GB/T11354《鋼鐵(tie)零件共(gong)(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)深(shen)度測(ce)定和金相組織檢(jian)驗》。
