碳氮共渗是一种热处理工艺,需将工件表面加热至临界温度,同时渗入碳、氮两种元素,最终实现工件外表面硬度提升的效果。该工艺主要分为液态、气态两种实现路径。
液态碳氮共渗又称氰化法,核心是利用由氰化物、碳化物、氯化物组成的盐浴完成渗层处理。盐浴中氰化物的浓度可根据工艺需求调整,整个过程通常在井式炉内进行。
由于氰化物会释放有毒气体,操作时必须采取严格的防护措施。具体流程如下:
将工件悬挂于氰化物盐浴池中,加热盐浴至钢材下临界温度以上。
在 843℃的温度下,渗入速度为每小时 0.12-0.25mm,保温 2 小时后,渗入层厚度可达到 0.38mm。
根据工件所用钢种的差异,选择水淬或油淬的方式进行冷却硬化。
工件硬化后,需进行彻底清洗,以去除表面残留的氰化物盐渍。
气态碳氮共渗需在与渗碳炉结构相似的专用炉体中开展。操作时先将工件放入炉膛,再向炉内通入氨气与碳化气体的混合气体,并保证气体循环流动,炉体加热温度需控制在 732-926℃之间。
该工艺的核心原理是,工件在加热过程中,从碳化气体中吸收活性碳原子,同时从氨气中吸收活性氮原子,最终形成表面硬化层。具体流程特点如下:
工件完成渗碳氮处理后,需从炉内取出并立即淬入油中,这种冷却方式既能保证工件获得高硬度,又能有效减少变形风险。
气态碳氮共渗的表面硬化层相对较浅,例如在 926℃下保温 4-5 小时,渗透深度约为 0.76mm。