在金属热处理工艺中，盐类（热处理用盐）主要作为加热介质或保护介质使用，尤其在盐浴炉加热中发挥关键作用。其核心功能是通过熔融状态的盐传递热量，为工件提供均匀、可控的加热环境，同时防止氧化、脱碳或实现特定热处理效果（如等温淬火）。以下从分类、特性、应用及注意事项等方面详细说明：
一、热处理用盐的主要类型及特性
热处理用盐通常为无机盐，按成分可分为氯化物盐、硝酸盐盐、碳酸盐盐及复合盐四大类，不同盐类的熔点、沸点、化学稳定性差异显著，适用于不同温度范围的热处理工艺。
1. 氯化物盐（最常用）
- •
主要成分：氯化钠（NaCl，食盐）、氯化钾（KCl）、氯化钡（BaCl₂）等。
- •
特性：
- •
熔点较低（NaCl熔点801℃，KCl熔点770℃），混合后熔点进一步降低（如NaCl-KCl共晶温度约657℃）；
- •
沸点高（NaCl沸点1465℃，KCl沸点1420℃），高温下蒸汽压低，适合中高温加热；
- •
化学稳定性好，不易分解，对工件无腐蚀（但高温下可能与铁反应生成氯化亚铁，需控制使用）；
- •
导热性好，加热均匀，工件变形小。
- •
典型应用：中温盐浴（600~1000℃）淬火、回火加热，如轴承钢、工具钢的热处理。
2. 硝酸盐盐（低温/等温盐浴）
- •
主要成分：硝酸钠（NaNO₃）、硝酸钾（KNO₃）等。
- •
特性：
- •
熔点较低（NaNO₃熔点308℃，KNO₃熔点334℃），混合后共晶温度约218℃；
- •
高温下易分解（如NaNO₃在500℃以上分解为NaNO₂和O₂），释放氧气，可作为氧化性介质；
- •
吸湿性强，易吸水潮解，需密封保存；
- •
冷却能力较强（尤其在熔融状态），适合等温淬火（如贝氏体转变）。
- •
典型应用：低温盐浴（150~500℃），如高速钢回火、弹簧钢等温淬火（贝氏体处理）。
3. 碳酸盐盐（辅助或特殊用途）
- •
主要成分：碳酸钠（Na₂CO₃）、碳酸钾（K₂CO₃）等。
- •
特性：
- •
熔点较高（Na₂CO₃熔点851℃，K₂CO₃熔点891℃），需与其他盐混合降低熔点；
- •
碱性强，可中和盐浴中的酸性杂质（如氯化物分解产生的HCl），延长盐浴寿命；
- •
高温下易吸潮，需干燥储存。
- •
典型应用：作为复合盐的添加剂，用于调整盐浴的碱度（pH值），改善抗氧化性。
4. 复合盐（优化性能）
实际生产中常将上述盐类按比例混合，以弥补单一盐的缺陷。例如：
- •
“硝盐浴”：NaNO₃+KNO₃（常用比例1:1），熔点约220℃，用于低温加热；
- •
“中性盐浴”：NaCl+KCl（常用比例1:1），熔点约650℃，用于中温加热（如刀具淬火）；
- •
“高温盐浴”：NaCl+KCl+BaCl₂（比例可调），熔点更低（如NaCl-KCl-BaCl₂三元共晶温度约500℃），可提升最高使用温度至1200℃以上。
二、热处理用盐的核心作用
- 1.
均匀加热：熔融盐的导热性好，可减少工件内外温差，避免局部过热或欠热。
- 2.
防氧化脱碳：盐浴隔绝空气（尤其封闭盐浴炉），避免工件与氧气、二氧化碳接触，减少表面氧化或脱碳（传统空气炉加热易出现此类缺陷）。
- 3.
控制冷却速度：通过调节盐浴成分（如增加硝盐比例）或搅拌，可改变冷却能力，满足不同工艺需求（如淬火需快冷，回火需缓冷）。
- 4.
实现特殊工艺：如等温盐浴（保温阶段保持温度恒定）用于贝氏体转变，获得高强度、高韧性的贝氏体组织。
三、盐浴的使用与维护注意事项
- 1.
盐浴老化与净化：
盐浴长期使用后会因吸氧、吸水或吸收工件表面的油脂、氧化物而“老化”，表现为粘度增加、流动性下降、表面发黑。需定期捞渣（去除氧化产物、碳黑等杂质），或添加净化剂（如活性碳、硅钙合金）吸附杂质，恢复盐浴性能。
- 2.
安全防护：
- •
高温盐浴（>500℃）易挥发有害气体（如氯化物释放HCl，硝盐分解产生NOₓ），需在通风良好的环境中操作，并佩戴防护面罩、手套。
- •
氯化物盐遇水会剧烈反应（如NaCl遇水虽不剧烈，但高温下蒸汽与水接触可能产生盐酸雾），需避免盐浴与水接触。
- 3.
环保与废盐处理：
废盐（含重金属、氧化物杂质）属于危险废物，需分类收集并按环保法规处理（如委托有资质的单位回收），不可随意倾倒。
- 4.
配方选择：
根据工件材料（如钢种、合金元素）、热处理工艺（淬火温度、回火温度）选择盐浴类型。例如：
- •
工具钢（如T10A）淬火加热常用NaCl-KCl中性盐浴（800~1000℃）；
- •
高速钢回火常用NaNO₃-KNO₃硝盐浴（500~600℃）。
四、盐浴炉的局限性与替代技术
尽管盐浴炉因加热均匀、成本低仍被广泛使用，但其缺点也逐渐显现：
- •
污染问题：有害气体排放（如NOₓ、HCl）对环境和人体健康有害；
- •
能耗较高：盐浴保温时需持续加热，能源利用率低于真空炉；
- •
工件残留：盐浴冷却后工件表面可能附着盐粒，需清洗（增加工序）。
因此，现代热处理中，真空炉（清洁、节能）、保护气氛炉（可控气氛，如氮基气氛）逐渐替代部分盐浴炉应用，但盐浴炉在中小型零件、批量生产中仍具成本优势。
总结
热处理用盐是盐浴工艺的核心介质，通过合理选择盐类（氯化物、硝酸盐等）及配比，可实现均匀加热、防氧化、控冷速等功能。实际应用中需注意盐浴维护（除渣、净化）、安全防护及环保处理，以平衡效率与成本。
