热处理用盐

一、常见的热处理用盐

1. 氯化钠（NaCl）
• 特点：熔点为 801℃，化学稳定性较好。在热处理中，它可以作为基础的加热介质，用于一些要求不是特别高的淬火加热过程。例如，在简单的碳钢工具淬火时，氯化钠盐浴可以提供相对稳定的加热环境。
• 应用范围：适用于中、低合金钢的淬火加热，以及一些形状不太复杂的工件淬火。不过，由于其在高温下可能会对某些金属产生一定的腐蚀作用，所以在使用时需要考虑工件的材质。
2. 氯化钾（KCl）
• 特点：熔点 770℃左右，它能与氯化钠等盐混合使用，调节盐浴的熔点和流动性。例如，当氯化钾与氯化钠按一定比例混合后，可以降低混合盐浴的熔点，使其在较低温度下就能形成液态盐浴，方便一些低温热处理工艺的进行。
• 应用范围：广泛用于合金钢的淬火、回火等热处理过程。与其他盐配合，可用于各种不同温度要求的热处理操作，如高速钢刀具的分级淬火等。
3. 硝酸钾（KNO₃）
• 特点：熔点 334℃，它是一种强氧化剂。在热处理过程中，它可以用于一些低温化学热处理，如液体渗氮等。当工件在含有硝酸钾的盐浴中进行处理时，硝酸钾会参与化学反应，在工件表面形成氮化物等化合物，从而提高工件的表面硬度和耐磨性。
• 应用范围：主要用于中碳钢、合金钢的低温化学热处理，像一些小型的轴类零件、齿轮等，通过硝酸钾盐浴渗氮处理后，其表面性能可以得到显著改善。
4. 亚硝酸钠（NaNO₂）
• 特点：熔点 271℃，它也是一种氧化剂。亚硝酸钠在热处理中的应用主要是在等温淬火和分级淬火过程中，作为盐浴的成分来控制冷却速度。例如，在一些要求高韧性和一定硬度的工件淬火时，亚硝酸钠盐浴可以使工件在冷却过程中获得合适的冷却曲线，避免工件因冷却过快而产生裂纹。
• 应用范围：适用于各种形状复杂的工件淬火，如汽车的一些精密零部件，通过在亚硝酸钠盐浴中进行等温淬火，可以保证工件在获得良好性能的同时，不会因为热应力和组织应力而发生变形或开裂。

二、热处理用盐的作用

1. 加热介质
• 盐浴加热可以使工件加热更加均匀。与普通的空气炉加热相比，盐浴能够紧密包围工件，热量传递更加高效。例如，在盐浴炉中加热一个细长的轴类工件，由于盐浴的良好流动性和导热性，轴的各个部位能够几乎同时达到设定的加热温度，减少了因局部过热而产生的热应力和组织不均匀性。
2. 冷却介质
• 用于控制冷却速度。在淬火过程中，不同的盐浴成分可以提供不同的冷却速度，以满足不同工件的性能要求。比如，在一些高合金钢的淬火中，需要较慢的冷却速度来防止裂纹的产生，此时可以采用含有一定比例缓冷剂（如亚硝酸钠）的盐浴进行冷却。
3. 化学热处理介质
• 在化学热处理过程中，盐浴中的某些成分可以与工件表面发生化学反应。如在盐浴渗碳或渗氮过程中，盐浴中的活性原子（碳或氮）会扩散到工件表面，形成相应的化合物层，从而提高工件的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性。

三、使用注意事项

1. 安全问题
• 许多热处理用盐在高温下可能会产生有毒气体。例如，硝酸盐和亚硝酸盐在高温下可能会分解产生氮氧化物，对人体呼吸道等造成伤害。因此，热处理操作应该在通风良好的环境中进行，并且操作人员需要佩戴适当的防护装备，如防毒面具、防护手套等。
2. 盐浴维护

• 定期对盐浴进行清理和成分调整。在热处理过程中，盐浴会因为工件带入的杂质、盐的分解等原因而导致成分变化和性能下降。例如，盐浴中的杂质可能会影响其熔点和流动性，所以需要定期过滤盐浴，去除杂质，并补充新的盐以保持盐浴的性能。