碳碳复合材料预制体渗碳都有哪些方法

碳碳复合材料预制体渗碳都有哪些方法

液体渗碳法：

　　液体渗碳法为将工作件浸渍於盐浴中行渗碳之方法。因盐浴之淬火性良好，因此可减少工作件之变形，并可使处理件加热均匀。升温迅速，操作简便，便於多种少量的生产。尤其在同一炉，可同时处理不同渗碳深度的处理件。

　　液体渗碳是以氰化钠（NaCN）为主成分，所以同时能渗碳亦能氰化，所以亦称为渗碳氮化（Carbonitriding），有时亦称为氰化法（Cyaniding）。处理温度约以700℃界，此温度以下以氮化为主，渗碳为辅，700℃以上则渗碳为主，氮化为辅，氮化之影响极低。一般工业上使用时，系以渗碳作用为主。

　　液体渗碳法虽硬化层薄，但渗碳时间短，故内部应力较少，同时因C、N同时惨入，所以耐磨性佳。

　　液体渗碳反应是利用氰化物（NaCN）分解，先在浴面与空气中的氧、水分、二氧化碳反应变成氰酸盐。

　　2 NaCN + O2 = 2 NaCNO （1）

　　NaCN + CO2 = NaCNO + CO （2）

　　氰酸盐在高温分解生成CO或N。

　　4 NaCNO = 2 NaCNO + Na2 CO3 + CO +2 N （3）

　　在较低温时反应如下：

　　5 NaCNO = 3 NaCNO + Na2 CO3 + CO2 + 2N （4）

　　生成的CO及N与Fe反应而进行渗碳及氮化。

　　Fe + 2 CO = { Fe - C }+ CO2 （5）

　　Fe + N = { Fe - C } （6）

　　一般用的渗碳剂是在中添加碳酸钠（Na2 CO3）、氯化钡（Ba Cl2）、氯化钠（Na Cl2）等，比起NaCN单盐，表面碳浓度低，扩散层增加，900℃时的碳浓度最高，这是由於钡盐的促进作用大，而且熔点变高，浴的粘性也增加，影响渗碳作用。

　　渗碳盐浴的容器通常使用软铁、镍铬钢、耐热钢，不过，氧化侵蚀很激烈，施行渗铝防锈法可延长寿命；容器形状宜是内容积大、表面积小、接触空气的面少，蒸发挥散量也少，但是容器的上部与下部渗碳力不同，所以要注意盐浴搅拌。

　　与渗碳处理的零件安装於适当的夹具，预热到200～500℃后浸入盐中，尽量防止盐浴温度降低及热变形。

　　浴底堆积很多氧化物，处理品接触它时会变形，所以须预先调节夹具，使处理品与浴底之间有充分的馀裕。

　　如前所述，NaCN会随熔融时间而劣化，渗碳能降低，所以作业中要定期分析CN，CN不够时，添加指定的补给剂，保持渗碳能在前面所述的钢箔试验可简易试出渗碳能，因NaCN有吸湿性，若将含有水分的补给剂投入加热浴中，则会溅散，须利用炉的隔热壁乾燥。