硫氮碳共滲實際上就是在氮碳共滲鹽中加入硫元素,工件表面在滲入氮、碳的同時滲入硫的工藝過程。目前,在專業廠提供的作為硫氮碳共滲的鹽中,已含有不小于1.5×10-3%~2×10-3%的S2-。


1. 液體硫氮碳共滲層組織及效果


 在共滲過程中,以硫、氮為主滲人元素,所以,工件經硫氮碳共滲后,在最表面層有不大于10μm的FeS密集層,次表面層為含有FeS、Fe2(NC)、Fe3(NC)及Fe4N的共滲層,再向里為以氮為主的擴散層。碳只能以碳化物的形式(如Fe3C)存在于表面化合物層中。


 由于工件共滲層最外層有FeS存在,大大降低了工件表面的摩擦系數,從而提高了抗咬合和抗黏著性能。在Falex摩擦試驗機上進行的試驗結果表明,ZGCr28鐵素體不銹鋼經硫氨碳共滲后的抗擦傷負荷比不處理者高6倍,比離子滲氨者高41%。1Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼經硫氮碳共滲后的抗擦傷負荷比未處理者提高2倍以上。


不銹鋼硫氮碳工藝及效果參見表7-10。


表 10.jpg



2. 液體硫氮碳共滲生產的相關問題


液體硫氮碳共滲的工藝操作、生產安全注意事項、共滲可能產生的缺陷及預防措施等問題參見液體氮碳共滲的相關內容及表7-9。


表 9.jpg


另外,需要說明以下一些問題。


 a. 共滲鹽浴中S2-的補充。在生產廠家提供的成品鹽中,已含有不小于1.5x10-3%~2x10-3%的S2-,但在使用中,S2-會消耗,使含量降低,所以,應適時進行補充。在生產現場對S2-的化驗比較困難,S2-的補充可依據經驗進行。在正常使用情況下,每24h,按每100kg熔鹽添加2~4g的K2S。


 b. S2-含量的控制。根據處理工件使用的主要功能來考慮S2-的含量控制。


    工件以提高減摩性能,提高抗擦傷、抗咬合性能為主時,鹽浴中的S2-含量可控制為大于2×10-3%;以提高耐磨、抗疲勞性能為主時,鹽浴中的S2-含量控制在0.5×10-3%~1.5×10-3%即可。


c. K2S在鹽浴中有降低CN-的作用。在硫氮碳共滲鹽浴中,K2S的存在還會發生以下化學反應


4.jpg


通過這些化學反應,可使鹽浴中有毒的CN-下降。有研究表明:由于K2S的作用,可使共滲鹽浴中的CN-的含量從2.5%~3.0%下降至0.1%~0.8%。