液體滲碳是在液體介質中進行滲碳的工藝，適用於小批量生產的中、小型工件。液體滲碳時加熱速度較快，質量均勻，易於控制， 操作簡單，靈活性大。缺點是過大、過小、 細長的工件難於採用； 有些液體介質含有氰鹽，有劇毒，需採取嚴格的安全措施。液體滲碳溫度和保溫時間隨介質成分及要求層深而定。現有的液體滲碳方法包括：含氰鹽浴滲碳，原料無毒鹽浴滲碳、無毒鹽浴滲碳放等。
基本介紹
- 中文名：液體滲碳法
- 外文名：liquid carburizing method
- 屬類：滲碳工藝
- 優點：加熱速度較快，質量均勻等
- 缺點：部分工件難於採用
- 領域：鋼鐵冶金
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基本概念
液體滲碳是在熔融狀態的含碳鹽浴中進行的，亦稱鹽浴滲碳，所用設備為各種內熱式及外熱式的鹽浴爐。它具有設備簡單，質量易控制，靈活性大等特點。適合於處理中小型或單件、小批量生產的工件。
液體滲碳鹽浴一般由兩大部分組成，一部分主要起滲碳作用，稱為滲碳劑，如碳化矽、石墨、氰鹽(NaCN、KCN)等；另一部分為加熱介質，並起調節鹽浴成分、熔點和流動性的作用，稱為基體鹽，一般為氯化鹽和碳酸鹽。
目前一些國家仍在使用氰鹽作為滲碳劑，因為氰鹽作為滲劑，具有滲碳速度快（實質是碳氮共滲），滲層均勻，易控制滲碳件表面碳濃度等優點二氰鹽含量一股控制在6%~23%範圍內。
由於氰鹽有劇毒，有損於操作人員的健康，而且廢鹽處理十分複雜，易造成公害，因此，高濃度氰鹽滲劑的使用逐年減少，有許是國家已禁止使用氰鹽。低濃度的氰鹽鹽浴中，NaCN含量保持在0.7%~2.3%。
液體滲碳工藝操作
滲碳工藝
液體滲碳溫度及滲碳鹽浴的活性是決定滲碳速度和表面碳濃度的主要因素c對於滲層薄及畸變要求嚴格的一r件，可採用較低的滲碳溫度(850~900℃)，而要求滲層厚者，滲碳溫度應該高一些(910~950℃)：在溫度一定的條件下，滲碳保溫時間由滲層深度要求確定。
操作程式
①工件準備。工件滲碳前應清除表面的油脂、鐵鏽和氧化皮。小工件放在帶孔的或由鐵絲編成的籃筐內，較大工件用鐵絲綁紮或用鐵鉤吊掛。工件及夾具進入鹽浴前應在300~400℃的爐子中預熱，以防水分進入爐內引起濺鹽，並可減少滲碳鹽浴的溫度波動。不欲滲碳部位應鍍銅或塗覆防滲劑保護，當工件形狀合適時，也可將該部分置於鹽浴面以上。
②滲碳鹽浴的配置及補加二將經過烘乾的基體鹽按比例放人坩堝升溫熔化，至接近滲碳溫度時再逐漸加入滲碳劑。在升溫或加滲碳劑時鹽浴可能沸騰，此時應停止加熱並對鹽浴進行攪拌，待其平靜後再繼續升溫或加鹽。
③滲碳鹽浴表面覆蓋和撈渣。為了減少鹽浴揮發和熱輻射損失，減少空氣中的氧對鹽浴的損害，鹽浴表面必須撒上一層滲碳劑粉末，以形成覆蓋層。鹽浴使用過程中，鹽浴反應物會生成鹽渣沉澱到爐膛底部，數量過多會減少爐膛的有效容積並影響滲碳質量，可在工件出爐後撈除。
④滲碳層質量檢驗。液體滲碳時，一般隨工件放人三個試樣，一個用於決定出爐時間，另兩個隨工件一道按工藝要求淬火，以評定滲層碳化物、殘留奧氏體和心部鐵素體的等級。檢驗合格後，工件方可轉入下道工序，進行清洗和回火。
⑤工件清洗（除鹽）。液體滲碳丁件在滲碳冷卻或淬火後，表面總會黏著一些殘鹽，如不及時清洗乾淨，會引起表面腐蝕：形狀簡單的工件可在水中漂洗，如用熱水可加速清洗過程；而形狀複雜或經過油冷淬火的工件，則需用強力的清洗劑清洗（用鹽水或乳劑清洗液）或鐵砂噴丸。工件上的不通孔及溝槽處的殘鹽較難清除，在可能的情況下，應於滲碳前將其堵塞，或採用其他方法滲碳。
無毒液體滲碳
無毒液體滲碳是不產生公害的一種液體滲碳方法。主要有下列三種：
(1) 603無毒液體滲碳。603用下列方法製得：10%NaCl、10%KCl、80%木炭粉混合後加入適量的水，在800～900℃下密封乾餾， 冷卻後在球磨機內磨成100目以下的細粉即成。滲碳鹽浴的配方為：30～50%NaCl+40～50%KCl +7～10%Na2CO3+10～14%603+0.5～1.0% Na2B4O7。
(2)日本無公害液體滲碳。滲碳鹽浴的成 分為：24%NaCl+37%KCl+39%Na2CO3+10% 石墨粉，鹽浴熔點為580～620℃，使用溫度870～ 900℃。滲碳時用滲鋁鋼管通入適量丙烷。
(3)碳化矽鹽浴液體滲碳。滲碳鹽浴成分為：78～85%Na2CO3+10～15%NaCl+6～8%SiC。該法適用於淺層滲碳。
碳化矽無毒液體滲碳
1．鹽浴應控制在880900℃，鹽浴表面有一層黑殼，並有輕微的沸騰火苗衝破，但隨後又被封住，而在另一處又發生相同現象。
2．溫度高於900℃，黑殼被衝破，露出淡黃色的液面，溫度低於800℃鹽浴表面黑殼封密很嚴，整個液面封死。沒有火苗冒出。
3．爐溫也可根據爐渣來判斷，呈黃色，則溫度近900℃，呈黑色，則溫度過低不能使用。
4．鹽浴中SiC量過低時，表面黑殼逐漸消逝，無火苗冒出，鹽液沸騰不厲害，應按原配方加入新鹽，即總鹽量中SiC質量分數為2%時使黑殼恢復後才能使用。
5．鹽浴中SiC量過高時，鹽浴中發生大量泡沫，並冒火花，鹽液變稠，呈豆腐渣狀，影響滲碳，必須加質量分數為75%的Na2CO3和質量分數為25%的NaCI，使稠濃鹽浴變得稀薄，恢復正常狀態。
6．滲後最好直接淬人油中，淬入水中會爆炸，淬火後清洗先放在水中煮15~25min，清洗時，不能用手直接接觸殘鹽，這種鹽會慢慢損傷皮膚。
603無毒液體滲碳
603液體滲碳劑配製
1．將選用的木炭和木炭屑粉碎成100目以下的細粉，再將NaCI、KCl、Na2CO3、(NH2)2CO等鹽用過量的開水溶解後，與木炭粉拌和並攪拌均勻（拌和時先把木炭粉放在容器中，再慢慢加入鹽的溶液，隨之進行攪拌）放置24h以上，用耐火泥密封容器，容器中有一個孔排氣（直徑10~15mm）。再放入箱式爐中進行800~900℃乾餾和活化處理，爐門應打開一些，待氣排完後，出爐空冷至室溫即可取出使用。
2．603活性炭的密度約1.8~1.9克每立方厘米，吸附能力約吸氨50ml/g，在使用鹽浴中能產生0.1%左右氰離子，有助於滲碳進行。
603滲碳鹽浴配製
1．先將NaCI和KCI混合後加到坩堝里，待溫度升至780~800℃鹽熔化後，逐步加入碳酸鈉，再由少到多地加入“603”滲劑，當升溫至920℃時，加入03總量的1/3，待工件進爐後，再將餘量補充完畢，加603時，要少量多次，以防熔鹽外溢。
2．不開三班時，熔鹽應在750℃左右保溫，廠休停爐時全部取出熔鹽放人器皿中。
