什么是固体渗碳,常用固体渗碳剂有哪些,怎样配制

来源:热处理网作者:杨满

    固体渗碳剂主要由两类物质组成,一类是供碳剂,是产生活性碳原子的物质,如木炭、焦炭等,木炭一般采用硬质的桦木、柞木等烧成;另一类是催渗剂,如碳酸钠、碳酸钡、醋酸钠、醋酸钡等。由于单纯木炭活性不大,加之渗碳箱内氧气有限,不能保证连续不断地产生大量活性碳原子,因而使渗碳速度减慢,效果较差。为了改变这种状况,在木炭中加入质量分数为10%左右的催渗剂,可加速CO的形成,增加气相中CO的体积分数,从而增加活性碳原子,加快渗碳速度。其反应式为

    几种常用固体渗碳剂列于表5-9

    5-9    几种常用固体渗碳剂

几种常用固体渗碳剂

    固体渗碳过程中的主要化学反应是,在渗碳温度下,木炭与渗碳箱中的氧气发生反应,即

生成的CO在渗碳温度下并不稳定,分解出活性原子碳,即

活性碳原子被工件表面吸收,并向内部扩散,实现渗碳。可见,固体渗碳也是依靠CO气体进行渗碳的,其基本原理和过程与气体渗碳一样,只是渗碳剂不同而已。

    固体渗碳剂的配制是保证固体渗碳质量的重要环节。配制固体渗碳剂的方法有以下两种:

    1)干法配制,将催渗剂和粒状炭混合均匀后直接使用。

    2)湿法配制,用糖浆、重油或清水等,将催渗剂粘附在炭粒表面,并浸透,然后在140℃左右烘干备用。

    固体渗碳剂应满足以下条件:水的质量分数不得超过6%SiO2的质量分数不得超过2%,硫的质量分数不得超过0.4%;木炭或焦炭的粒度应在12mm以下,其中90%以上应在3~8mm之间。

    配制和使用固体渗碳剂时,应注意以下几点:

    1)全新的渗碳剂易导致工件表面碳浓度过高,使渗层中出现粗大的碳化物,使淬火后残留奥氏体量增加。因此,一般都将新、旧渗碳剂混合使用,其中新渗碳剂占20%30%

    2)当全部使用新渗碳剂时,渗碳剂应先装箱密封,在渗碳温度下焙烧一次后再用,未经焙烧,不要使用。

    3)回收的旧渗碳剂需除去氧化铁皮,筛去灰分。对损失的催渗剂应予以适当补充,或适当增加新渗碳剂的比例。