鍛件的滲氮采用井式周期性爐為主,而且往往和大型井式滲碳爐合用,即滲碳滲氮二用爐。在制造滲碳爐時,可在此爐體上,再配上一套滲氮罐和專用爐蓋。這樣,由滲碳改用滲氮時,將滲碳內(nèi)罐吊出,吊入滲氮罐即可進(jìn)行滲氮。滲碳罐不能兼做滲氮用,因?yàn)闈B碳罐壁上炭黑會嚴(yán)重影響滲氮正常進(jìn)行。不銹鋼滲氮罐還要在滲氮時起催化作用。
滲氮設(shè)備除了加熱爐之外,還需要有送入氨氣和減壓干燥裝置,排氣出來的廢氣要通過一個測定爐內(nèi)氨分解率的裝置,從而調(diào)整氨氣的供給量。
鍛件滲碳,以達(dá)到要求的滲層深度,滿意的表面碳濃度,良好的滲層碳濃度梯度為目的。而在滲碳過程中,工藝參數(shù)確定后,主要是滲碳過程中爐內(nèi)碳勢、時間和溫度三個可控制因素。
溫度的控制對于熱處理是最為重要的,一般均采用接觸開關(guān)定溫式控制,這種控制方法控制反應(yīng)滯后,控溫精度10℃左右,而現(xiàn)在國內(nèi)外已廣泛采用晶閘管調(diào)節(jié)的控溫系統(tǒng),它可以按比例調(diào)節(jié)輸入功率,使?fàn)t溫控制在1℃左右。
爐溫的均勻性對于大鍛件滲碳的質(zhì)量保證十分重要。因?yàn)闇囟鹊纳舷聝?nèi)外差太大,影響到滲碳中吸碳和擴(kuò)散效果,也會帶來表面碳濃度和滲層深度等方面的不均勻。保證爐溫均勻性一方面靠爐子設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量和技術(shù)水平,另外也要靠控溫設(shè)備能最大限度地提高控溫精度。
滲碳過程的爐內(nèi)碳勢是靠滲劑滴入量,幾種滲劑和稀釋劑的比例調(diào)節(jié)及爐內(nèi)碳勢來控制的。對于疲勞性能和綜合性能要求越來越高的鍛件滲碳,應(yīng)當(dāng)定量地知道路內(nèi)碳勢狀況,并且迅速計(jì)算出碳勢與滴入滲劑量的關(guān)系。控制和調(diào)整滴入的滲劑量和稀釋劑的量。同時根據(jù)傳遞系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù),迅速計(jì)算出每一階層滲碳層碳濃度梯度和滲碳層深度。
滲氮爐類似于滲碳爐,都是采用在密封容器中加熱,通入滲劑,因此,也應(yīng)基本具備下列幾個條件:密封性好,容器能保持一定的微正壓,并有容器作催化作用;氣體循環(huán)裝置,使容器內(nèi)各部位溫度、氮勢均勻;有排出廢氣設(shè)施。