一、概述
LT(無污染硫氮碳共滲及氮碳共滲)新工藝及LTC復(fù)合化學(xué)熱處理工藝,1987年度榮獲科技進步三等獎和“六五”重點科技攻關(guān)紀(jì)念證書,被列為“八五”重點推廣項目。LT及LTC復(fù)合熱處理系列九種新工藝均達到或接近國際水平,都已做到工藝、工藝材料、設(shè)備控制方法四配套。LT與LTC系列工藝配套,能處理因粘著磨損、非重載疲勞斷裂、除酸以外的各種介質(zhì)中腐蝕失效的各種零件、刀具和模具,技術(shù)覆蓋面為牌號的需經(jīng)熱處理的鋼鐵牌號。
采用上述新工藝處理的工件表層具有耐磨、減摩、抗擦傷、抗咬死、抗疲勞、耐蝕和自潤滑性功能。
我公司生產(chǎn)的基鹽J—1、J—1A、J—1U、J—2、J—2A、J—2U;(A型鹽為補加用鹽,CNOˉ含量為42—45%;正常使用中補加A型鹽可節(jié)省3—6%的再生鹽;U型為新配工作鹽浴用鹽,CNOˉ含量為36—38%開始使用不需空載陳化)。
再生鹽Z—1、Z—2;
氧化鹽Y—1;
上列鹽品與國外產(chǎn)品有如下對應(yīng)關(guān)系:
J—1(A、U)=CR4;J—2(A、U)=TF—1;Z—1、Z—2=CR2
并具有REC—1相同的功能;Y—1=AB1=SL—1
按議價外匯的優(yōu)惠價折算,我公司生產(chǎn)的鹽的價格分別為國外同類產(chǎn)品的40—70%(因原材料價格而異)。
二、 硫氮碳共滲新工藝的主要特點
1、能使被處理工件獲得減摩、抗擦傷、抗咬死、耐磨、抗疲勞和一定的耐蝕性(僅不銹鋼件的耐蝕略有降低)??商幚?5%左右牌號的鋼鐵材質(zhì)的工件,顯著提高其使用壽命。該工藝應(yīng)用面很廣,經(jīng)濟效益大。
2、通過定量添加再生鹽可穩(wěn)定熔鹽成份,從而了處理質(zhì)量的穩(wěn)定性(重現(xiàn)性)。
3、熔鹽中氰根含量低于0.8%。通常低于0.5%。經(jīng)環(huán)保部門測定,實現(xiàn)了無污染作業(yè)。
4、處理溫度低于580℃,工件的尺寸變化小。
5、設(shè)備簡單,操作方便,易于推廣。即便于采用簡單設(shè)備,以周期作業(yè)方式投產(chǎn);也便于建立微機控制的自動化生產(chǎn)線。
6、節(jié)能、處理成本低(基鹽在不超溫情況下可無限期使用)。
三、 氮碳共滲(軟氮化)新工藝的特點
除以基鹽J—2取代LJ—1,鹽浴中不含硫且CN—允許≤3%(通過Y—1浴氧化或等溫冷卻,CNˉ< 0.5ppm,無毒);減摩性稍低但耐磨性高一些之外,各項特點與硫氮碳共滲相同。
四、 硫氮碳共滲基鹽J—1、J—1A、J—1U
1、成份、外觀和物理性能:
CNOˉ:J—1、38—42%;J—1A、42—45%;J—1U、26—38%
NOˉ:<0.1%
CO3=:14—17%
S=:適量
基鹽為灰白色塊狀;熔點<450℃,熔融態(tài)的比重約為1.75kg/dm3
2、 功能和熔鹽成份控制指標(biāo):
基鹽可提供硫氮碳共滲所需的活性硫、氮與碳。隨著熔鹽重量的不同,服役狀態(tài)下每小時遞降O.05—O.2%,使用溫度為520—580℃。鹽浴深度不足時,應(yīng)酌量補加。
熔鹽成份控制指標(biāo):
CNOˉ:28±2%(處理以要求抗咬死為主的工件)
36±2%(處理以要求綜合性能好的工件)
34±2%(處理以要求耐磨為主的工件)
CNOˉ的控制精度可達到±1%, 但±2% 即可處理質(zhì)量。
CNˉ: ≤0.8%, 通??煽刂圃?03—0.6%(因工件而異)。
S=:2—10ppm(處理耐磨件) 或≥20ppm(處理抗咬死件)。
為了必要的 S=濃度和抑制氰根,每工作24小時(不包括空載運行對間) 加2—4克K2S,加K2S后通空氣1小時以上。根據(jù)具體情況,處理工件時可以連續(xù)或間歇通氣。
五、氮碳共滲 (軟氮化) 基鹽J-2、J-2A、J-2U
1、除不含硫外J-2類與J-1類基本上相同。
2、J-2類的功能與西德TeniferTF-l(Me Ionite)工藝使用的TF—l 基鹽完全相同, 在同一溫度 , 相同裝爐量和運行時間一致的前提下 ,J—2類的氰根(CN—), 含量明顯地低于 TF-1, 即質(zhì)量比TF-1 有所提高。
六、硫氮碳共滲再生鹽 Z-1 及氮碳共滲再生鹽 Z-2
1 、再生鹽Z-1、Z-2的外觀、功能和紅外光譜線均與法國 CR2再生鹽相同,并且與西德再生鹽REG-1的功能相同。Z-1用于調(diào)整硫、氮、碳、共滲鹽浴 ,Z-2 用于調(diào)整氮碳共滲 (軟氮化)鹽浴。
2 、Z—1、Z—2具有調(diào)整熔鹽成份的速效性。當(dāng)浴中CNOˉ含量降低到預(yù)期值的下限時,按照G=1.15(Y—X) 公式定量補加Z—1、Z—2,5分鐘后即可將CNOˉ提高到預(yù)期值。式中G表示熔鹽重量為100kg時應(yīng)補加Z—1、Z—2的量(kg);Y為預(yù)期達到的CNOˉ百分量的值;X是補加Z—1、Z—2 之前熔鹽中的CNOˉ的百分含量。3、Z—1、Z—2具有調(diào)整熔鹽成份的穩(wěn)定性。根據(jù)熔鹽重量、處理工件的批量與作業(yè)方式(連續(xù)或間斷)等因素,每8小時或24小時補加Z—1、Z—2一次,即可使熔鹽中CNOˉ含量穩(wěn)定在值±1%。
七、氧化鹽 Y-1
1 、基本性能 :
Y—1 氧化鹽其熔點≤300℃,熔融狀態(tài)密度為1.84±0.02t/m3。久置于空氣中易吸收二氧化碳及水而潮解。具有強堿性,PH=12—12.5,氧化性強烈、優(yōu)良而又穩(wěn)定。
2、用途與功能
(l)Y—l鹽浴專用于經(jīng)過熔鹽硫氮共滲或熔鹽氮碳共滲的工件的后續(xù)氧化處理。
(2) 從硫氮碳共滲鹽浴或氮碳共滲鹽浴取出的工件直接轉(zhuǎn)入Y—1浴氧化時;不僅可在保留共滲層耐磨、減摩、抗疲勞等優(yōu)良性能的前提下使工件表層形成耐蝕性良好的 Fe3O4薄膜,而且能將工件帶入Y—1浴的微量氰鹽氧化成無毒的碳酸鹽。
(3)Y—1鹽不僅是與LTC系列工藝配套的必不可少的工藝材料,而且共滲后在 Y—l浴分級冷卻(只需停留4—6分鐘)即可進一步減少尺寸變化,又能徹底去除工件上粘附的鹽中的微量氰化物, 因而清洗水可以直接排放。
3 、使用方法:
(l) 將 Y—1 鹽盛于坩堝中熔化后,控制在360±10℃。
(2) 進行 LTC-l 處理(SNC共滲 氧化)時,工件應(yīng)在Y—1浴中保溫15-20分鐘。
(3)只進行LT(無污染硫氮碳共滲)處理的工件,在Y—1浴中分級冷卻時,保溫4—6分鐘即可。
(4)共滲后轉(zhuǎn)入Y—1浴中時,應(yīng)慢慢放入(不可迅速浸沒于Y—1浴中),以防反應(yīng)劇烈,致使Y—1鹽溢出。
八、工藝流程及所需設(shè)備
l 、工藝流程和工藝參數(shù)
除油—>預(yù)熱(形狀復(fù)雜的少數(shù)工件可在350±50℃預(yù)熱,絕大多數(shù)工件不必預(yù)熱)—>硫氮碳或氮碳共滲(570±10℃,10—180分鐘)空冷或水冷→沸水槽煮去(或Y-1鹽等溫去氰)殘鹽自來水沖洗→第二沸水槽漂洗、燙干→熱油浸漬(160±40℃,≥15分鐘)。
2 、設(shè)備
(1) 外熱式坩堝鹽浴爐。
(2) 清洗水槽(可加熱至100℃)2個。
(3) 油槽(可利用車間原有的回火用油爐)。
(4) 通氣泵(或氧氣瓶)、及不銹鋼通氣管。
(5) 80目以上的撈渣勺。
九、LTC系列復(fù)合化學(xué)熱處理新工藝代號及實質(zhì) 復(fù)合化學(xué)熱處理代號 實 質(zhì)
備 注
LTC-1
包括硫氮碳共滲或氮碳共滲之后直接氧化兩種新工藝
分別相當(dāng)于法國的Oxynit和西德的TF1 AB1新工藝
NOPO
LTC-1處理 拋光 二次氧化
相當(dāng)于西德的QPQ工藝
LTC-2
包括硫氮碳共滲或氮碳共滲與回火相結(jié)合,必要時于共滲前對基體進行強韌化處理的兩種新工藝
聯(lián)機檢索未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外先例,中國。
LTC-3
基體經(jīng)高溫固溶微細化強化處理->硫氮碳共滲或氮碳共滲與預(yù)熱相結(jié)合->復(fù)相等溫淬火二次強韌化,共兩種新工藝。
聯(lián)機檢索未發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外先例,中國。