氮碳共滲工藝是在液體滲氮基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。早期氮碳共滲是在含氮化物的鹽浴中進(jìn)行的。由于處理溫度低,一般為500~600℃,過(guò)程以滲氮為主,滲碳為輔,所以又稱為軟氮化。
氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn):
1)氮碳共滲層硬度高,碳鋼氮碳共滲處理后滲層硬度可達(dá)570~680HV,模具鋼、高速鋼、滲氮鋼共滲后硬度可達(dá)850~1200HV;滲層脆性低,有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、抗咬合性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性。
2)工藝溫度低,且可不淬火,工件變形小。
3)處理時(shí)間短,經(jīng)濟(jì)性好。
4)設(shè)備簡(jiǎn)單,工藝易掌握。
存在的問(wèn)題是:滲層淺,承受重載荷零件不宜采用。
氮碳共滲工藝也有氣體、液體和固體氮碳共滲工藝。使用最多的是氣體氮碳共滲工藝,尤其是以尿素、甲酰胺、三乙醇胺為滲劑的氣體氮碳共滲為多。目前國(guó)內(nèi)外采用比較多的是低溫氣體氮碳共滲。
固體氮碳共滲工藝較少應(yīng)用。早期使用的液體氮碳共滲主要是在氰鹽和氰酸鹽溶液中進(jìn)行。由于氰鹽劇毒,公害嚴(yán)重,后來(lái)隨著研究出許多新的滲劑,它就慢慢地被其他滲劑代替了。
氣體氮碳共滲使用較廣,其氣源為C02+NH3,CO2與NH3的體積比為0.05:1。將工件置于密封的爐內(nèi)通入氣源進(jìn)行處理,對(duì)沖裁模處理溫度為530~540℃,時(shí)間為1.3~3.5h,氮碳共滲后出爐空冷,模具硬度為65~68HRC,比淬火、回火熱處理工藝后的硬度提高4~5HRC。
典型舉例1:球墨鑄鐵拉深凹模的氮碳共滲