固體滲碳是在固體滲碳介質(zhì)中進行的滲碳過程。滲碳劑由固體炭和催滲劑兩部分組成。固體炭可以是木炭也可以是焦炭。堿金屬或堿金屬的碳酸鹽可用作催滲劑,其醋酸鹽有更好的催滲作用和活性。
固體滲碳的反應(yīng)是在高溫下滲碳劑發(fā)生分解:
Na2CO3→Na2O+CO2
BaCO3→BaO+CO2
高溫下分解出的CO2與熾熱的炭發(fā)生還原反應(yīng):
CO2+C→2CO
CO氣體吸附在工件表面,在Fe的催化作用下發(fā)生滲碳反應(yīng):
2CO→C(Fe)+CO2
固體滲碳是在充滿滲碳劑的密封不銹鋼制箱中進行的,一股采用箱式電爐加熱滲碳箱。固體滲碳的優(yōu)點是:無需專用滲碳設(shè)備,滲碳工藝簡單,特別適用于沒有專用滲碳設(shè)備、批量小、變化多樣的零件。其缺點是滲碳過程質(zhì)量控制困難,滲碳加熱效率低,能源浪費大。
滲碳工藝中,在800~850℃透燒的目的是減小靠近箱壁的工件與箱體心部工件滲碳層的差別。透燒時間的多少取決于滲碳箱的大小。
滲碳保溫時間取決于滲層的深度要求,在(930±10)℃溫度范圍內(nèi),一般滲碳速度為0.1~0.15mm/h。根據(jù)滲層深度就可大致估算出保溫時間。