工藝簡介編輯
它是在作了鹽浴複合處理以後,為了降低工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然後再在鹽浴中作一次氧化,這對精密零件和表面粗糙度要求較高的工件來說是非常必要的。在國內把它稱作QPQ鹽浴複合處理技術。QPQ鹽浴複合處理技術,可以大幅度提高金屬表面的耐磨性、抗蝕性,而工件幾乎不發生變形,是一種新的金屬表面強化改性技術。這種技術實現了滲氮工序和氧化工序的複合;氮化物和氧化物的複合;耐磨性和抗蝕性的複合;熱處理技術和防腐技術的複合。
QPQ鹽浴複合處理技術在上世紀70年代由德國公司發明,經過幾十年的不斷地發展改進,套用範圍越來越廣,因此在國外被認為是金屬表面強化技術領域內的巨大進展,把它稱之為一種新的冶金方法。目前,QPQ鹽浴複合處理技術在國內也得到大量推廣套用,尤其在汽車、機車、軸類產品、電子零件、紡機、工具機、電器開關、工模具上使用效果非常突出。
技術特點編輯
光中氮化與QPQ對比:
1.光中氮化(液體鹽浴氮化)是由兩道三道工序合而為一同時完成。
(國內QPQ是由兩道或三道分開一步步加工的複合熱處理)
2.光中氮化生產效率是國內QPQ的2倍,產品不變形。(QPQ效率低,生產周期慢,產品易變形)。3.光中氮化適合產品最大加工長度為3.5m,直徑為700mm。
(國內QPQ最大長度1.5m以內,直徑350mm左右)。
4.光中氮化在處理過程中不需要拋光,因此適用於複雜及精密度高的零部件。
(QPQ在處理過程中需要拋光,因此無法適用於複雜及精密度高的零部件)
5.光中氮化產品交貨狀態為表面顏色均勻無污漬,不腐蝕,無磁性。
(QPQ需要產品表面上油以防止腐蝕,質量不均勻,有磁性)
光中氮化以316L為例,經過光中氮化後深度可達到0.05mm-0.06mm,硬度可達到HV1100-HV1200之間,而且不變形,極度耐磨,耐腐蝕,適合各種惡劣環境。
1、良好的耐磨性
QPQ工藝中,金屬材料在570±10℃的工作溫度下與鹽浴液體發生反應,可以在金屬表面形成一層品質優良的緻密的化合物層。該化合物完全由ε氮化鐵組成,能夠高效地提高金屬表面的硬度、緻密性、從而使金屬表面擁有良好的耐磨性能。處理後金屬材料表面硬度值的高低主要取決於鋼中的合金元素,合金元素含量越高,則其滲層硬度越高。按滲層硬度的高低,可以把常用材料分成以下幾大類:
(1)碳鋼、低合金鋼
代表鋼號:20、45、TiO、20Cr、40Cr等。滲層表面硬度:500—700HV
(2)合金鋼
代表鋼號:3CrW8V、Crl2MoV、38CrMoAl、1Crl3—4Cr13等。滲層表面硬度:850—1000HV
(3)高速鋼、奧氏體不鏽鋼
代表鋼號:淬火的Wl8Cr4V、W6Mo5Cr4V2及1Crl8Ni9Ti等滲層表面硬度:1000—1250HV
(4)鑄鐵
滲層表面硬度:>500HV
下圖是40Cr材料的工件經過不同處理方式後所做的滑動磨損試驗數據,以QPQ的磨損值0.22mg為基準,QPQ工藝的耐磨性是鍍硬鉻2.1倍,離子氮化的2.8倍,高頻淬火的23.7倍以及常規淬火的29.4倍。
2、良好的耐腐蝕性
下圖為45#鋼經過QPQ鹽浴複合工藝、鍍裝飾鉻、鍍硬鉻和普通發黑處理後與1Cr18Ni9Ti不鏽鋼以及1Cr13材料的中性鹽霧試驗對比。可以看出45#鋼經過QPQ處理耐腐蝕性是1Cr18Ni9Ti不鏽鋼的5倍,是鍍硬鉻的70倍,更是普通發黑的280倍。其他材料經過QPQ工藝處理後,中性鹽霧測試能達到100-300小時。
3、良好的耐疲勞性
經過QPQ鹽浴複合工藝處理後的金屬表面引入和產生了很高的殘餘壓應力,其結果導致了大大提高各種類型的抗疲勞強度,經過試驗證明可提高抗疲勞強度100%左右,減緩點蝕、鏽蝕等表面缺陷的產生。
4、極小的變形
QPQ鹽浴複合處理技術由於工藝溫度低,在鋼的相變點以下,不會發生組織轉變,因此,與產生巨大組織應力的淬火、高頻淬火、滲碳淬火和碳氮共滲等硬化工藝相比,處理後工件的變形要小得多。同時由於在570—580℃氮化以後,工件要在350—400℃保溫15—20min,這會大大減少工件冷卻時產生的熱應力,因此QPQ鹽浴複合工藝處理後工件幾乎不變形,是變形最小的硬化技術,可以有效的解決常規熱處理方法難以解決的硬化變形難題。
5、低碳環保
發明該工藝的德國迪高沙公司因為此工藝獲得德國環保大獎。在國內,QPQ處理工藝過程經有關環保部門檢測鑑定,並經全國各地用戶的實際使用證明是無公害,無污染、不含重金屬的。並用以代替電鍍等一些污染較重的工藝。
6、可替代多道工序,降低時間成本
金屬材料經過QPQ鹽浴複合工藝處理後,在提高其硬度和耐磨性的同時還提高其耐抗腐蝕性,因此可以代替常規的淬火(離子氮化、高頻淬火等)一回火一發黑(鍍鉻)等多道工序,大大了縮短生產周期,降低生產成本。大量的生產數據表明,QPQ處理與滲碳淬火相比可以節能50%,比鍍硬鉻節約成本30%,性價比高。
套用範圍編輯
1、最適用的材料:
各種結構鋼:鈍鐵、Q235、20、20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo、35CrMo、42CrMo、45、40Cr、50CrV、65Mn、38CrMoAl。
各種工具鋼:T7~T12、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、GCrI5、HI3(0.35%C、1.5%Mo、5%Cr、1%Si、1%V)、Cr12MoV、各種高速鋼。
各種不鏽鋼:0Crl3~4Crl3、201、301、304、316、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Nil2MoTi、4Cr9Si2、5Cr21Mn9Ni4N。
各種鑄鐵:灰口鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨合金鑄鐵。
各種鐵基粉末冶金件
2、套用的行業:
汽車、機車、機車、內燃機、紡織機械、工程機械、輕工機械、泵閥設備、液壓機械、印刷包裝機械、化工機械、電動工具、農業機械、工具機、工具和模具等、高低壓電器開關等上的要求耐磨、耐蝕、耐疲勞、抗咬合等零件。
3、典型套用:
發動機氣門、曲軸、缸套、齒輪、凸輪、軸承、主軸、滑塊、轉向臂、汽車雨刮器球頭轉軸、導軌、液壓缸、萬向節、連線銷、各種模具、活塞、螺紋螺絲、螺栓螺母、泵體、高速鋼鑽頭、槍管、各種刀具、法蘭、鍵銷、墊片、殼體等等。