Hiện nay, môi trường thấm thông dụng trên thế giới là khí Endo, cacbuahydro (CH4, C2H2) và metanol.
So với hai phương pháp thấm trên thì phương pháp thấm C thể khí là ưu việt hơn cảvì những lý do sau:
+ Chất lượng lớp thấm tốt,ổn định, dễ dàng điều chỉnh hàm lượng C trong lớp thấm. + Dễ cơ khí hố và tự động hoá.
+ Thời gian thấm tương đối ngắn. + Tránh ơ nhiễm mơi trường.
Các khí chứa C là các khí mang như khí Endo, Metanol được trộn với chất phụ gia là cácbua hydro. Các phảnứng chủyếu khi thấm C thểkhí:
2CO = [C] + CO2 (Phảnứng Boudouard ) CO + H2= [C] + H2O (Phảnứng dịthểtạo nước) CO = [C] + ½ O2 (Phảnứng phân ly CO) CH4= [C] + 2H2 (Phảnứng phân ly Mêtan)
c. Các mơi trường thấm thểkhí thơng dụng
Như đã phân tích ở trên, phương pháp thấm C thểkhí có nhiều ưu điểm, đặc biệt là có thể điều khiển được hàm lượng C trong lớp thấm một cách dễdàng. Do vậy thấm C thể khí là phương pháp được sửdụng chủyếu hiện nay.
Thấm cacbon thể khí chất mang thường là cacbon ở dạng hợp chất (thường là CO) và chất độn là khí trơ trong mơi trường đểtránh những phản ứng khơng cần thiết
Dưới đây là bảng thành phần khí thấm của Nga và Hoa Kỳ: Bảng 1.2. Khí thấm của Nga Tên khí Thành phần (% thểtích ở ĐKTC ) (Ký hiệu) CO CnH2n+2 CO2 N2 H2 Khí khác Endogas 23 3,8 0,4 45,7 30 0,9H2O Bảng 1.3. Khí thấm của Hoa Kỳ Tên khí Thành phần (% thểtích ở ĐKTC) Ký hiệu CO CH4 CO2 N2 H2 Exothermic 10,5 0,5 5,0 71,5 12,5 Endothermic 20,7 0,8 - 39,8 38,7
d. Nhiệt luyện sau khi thấm
Tôi trực tiếp sau khi hạ nhiệt độ đến 850-8600C tiến hành tôi, cơng nghệnày áp dụng cho thép di truyền hạt nhỏ, thích hợp cho công nghệthấm cacbon thểlỏng vềmặt nhiệt độ đồng thời kết hợp để rửa sạch bề mặt chi tiết. Nhiệt độtôiở đây là trung gian giữa nhiệt độtôi lớp bềmặt và lõi.
Tôi một lần thực hiện sau khi thấm cacbon và thường hóa thép.
- Tơiở 820-8500C khi cần độ cứng bề mặt cao, nhiệt độ tôi ở đây vẫn là nhiệt độ tôi trung gian của lõi và bềmặt nhưng ưu tiên lớp bềmặt hơn.
- Tôiở860-8800C khi cần độbềnởlõi cao, nhiệt độ ưu tiêncho lõi hơn. Tôi hai lần thực hiện sau khi thấm cacbon và thường hóa rồi. - Tơi lõiở880-8900C
- Tơi bềmặt760- 7800C
Cảlõi và bề mặt đều đảm bảo cơ tính nhưng phức tạp cho nên càng ngày ít được dùng. Sau khi tôi các chi thấm cacbon được ram thấpở 150đến 2000C để giữ được độ cứng và tính chịu mài mịn cao. Đối với các phần của chi tiết không cần thấm cacbon (chống thấm) người ta có thể áp dụng một số biện pháp sau để lượng dư gấp 1,5 đến hai lần chiều dày lớp thấm để sau này cắt đi, đắp một lớp dày khoảng 5-10mm bằng hỗn hợp chứa 20% đất sét+5%nước thủy tinh+ còn lại là cát mịn. Pha nước đủ dẻo (khoảng 10-15%) rồi đắp lên phần chống thấm có thểdùng vải băng bịt kín, buộc chặt để không bị bong lớp chống thấm khi xếp chi tiết vào lị. Ngồi ra, các chi tiết quan trọng phần chống thấm có thểmạCu hoặc phủAl.
Ở các nước cơng nghiệp phát triển thấm cacbon được tiến hành trong lò ngang, sau khi thấm, xe chở chi tiết được kéo sang buồng tơi do đó tận dụng được cơng suất của lị thấm.
Cùng mục đích hóa bền bề mặt so với tôi bề mặt, cơng nghệ thấm cacbon có nhiều ưu việt hơn lớp bề mặt có hàm lượng cacbon cao hơn nên sau khi tơi sẽ có độ cứng và tính chịu mài mịn cao hơn do đó mà cơng nghệthấm cacbon được ưu tiên áp dụng cho các chi tiết làm việc trong điều kiện chịu mài mịn có tính sốpv lớn hơn (p là áp lực, v là vận tốc). Hóa bền bềmặt bằng thấm cacbon và tơi ram có thểáp dụng cho chi tiết hình dạng phức tạp hơn mà vẫn giữ được đồng đều, tuy nhiên chi phí cho sản xuất lớn hơn và năng xuất thấp hơn.
1.6.3.3. Thấm nitơ
a. Định nghĩa và mục đích
Làm bão hịa và khuếch tán nitơ vào bềmặt thép hợp kim sau khi nhiệt luyện hóa tốt nhằm mục đích chủ yếu là nân cao độ cứng và tính chống mài mịn (HRC 65-70) hơn hẳn thấm cacbon và giới hạn mỏi của chi tiết.