瀘州QPQ處理表面處理

凸輪軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機中又一重要零部件，它和氣門(mén)挺桿組成一對摩擦副，作用是氣門(mén)按一定的時(shí)間開(kāi)起和關(guān)閉。凸輪軸的常用材料為45鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。45鋼凸輪軸一般應預先進(jìn)行調質(zhì)，球墨鑄鐵凸輪軸應預先進(jìn)行正火處理，合金鑄鐵凸輪軸一般應去應力退火。預先熱處理的硬度應根據汽車(chē)的類(lèi)型、載重量等因素來(lái)選擇。凸輪軸在工作過(guò)程中除承受一定的彎曲和扭轉載荷外，凸輪部分還承受變化的擠壓應力以及與挺桿的摩擦。凸輪軸的主要損壞形式是凸輪部分磨損和粘著(zhù)磨損(嚴重時(shí)會(huì )產(chǎn)生熔接現象)，以及凸輪表面因擠壓應力的反復作用而造成的麻點(diǎn)或表面剝落。因此凸輪軸除了要有一定的強度和剛性以外，還應具有良好的耐疲勞性能和耐磨性。凸輪軸的上述性能要求剛好是QPQ表面處理的優(yōu)勢所在。首先由于化合物層具有極高的耐磨性，同時(shí)可以減少摩擦系數，因此它可以大大減少凸輪軸的磨損，避免粘著(zhù)現象的產(chǎn)生。其次由于擴散層可以大幅度提高疲勞強度，所以它可以大大減少凸輪軸表面產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝落的可能性，由此便可以延長(cháng)凸輪軸的使用壽命。凸輪軸經(jīng)QPQ處理以后，45鋼化合物層深度應>15μm，球墨鑄鐵化合物層深度應>5μm，表面硬度均應>500HV。

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氣門(mén)是與氣缸相接觸的面，溫度高達600～700℃。因此氣門(mén)除了選用熱強度鋼材料外，QPQ技術(shù)生產(chǎn)商提醒大家還要特別注意氣門(mén)的接觸面是一個(gè)危險區域。該區域要求耐熱蝕、耐熱疲勞、耐磨損，因此必須進(jìn)行表面強化。較早的表面強化技術(shù)是采用鍍硬鉻?，F在進(jìn)氣門(mén)材料常采用4Cr9Si2鋼，排氣門(mén)材料一般都采用5Cr21Mn9Ni4N(焊接耐磨合金)。4Cr9Si2鋼氣門(mén)的桿部及頭部硬度為30～37HRC，尾部硬度大于48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門(mén)應先作固熔處理，桿部及頭部硬度為34～40HRC，尾部硬度為50～60HRC。也可以用4Cr9Si2鋼作尾部與5Cr21Mn9Ni4N鋼焊接，尾部高頻淬火后硬度可達到55～63HRC。氣門(mén)經(jīng)預熱處理并達到上述技術(shù)要求后再進(jìn)行QPQ處理，以便在其表面形成5μm以上的化合物層，增加其高溫狀態(tài)下的耐蝕、耐磨和耐疲勞性能。氣門(mén)在進(jìn)行QPQ處理時(shí)應預先去除不銹耐熱鋼表面的鈍化膜，否則有時(shí)可能產(chǎn)生元素滲不進(jìn)、無(wú)滲層的情況。另外可以用酸洗去除鈍化膜，如有條件可以采用噴細砂的辦法，效果更好。氣門(mén)在進(jìn)行了氮化和氧化后，可以在光飾機上作振動(dòng)拋光，然后再作一次氧化，即進(jìn)行了QPQ的全過(guò)程。這樣不僅可以降低氣門(mén)表面粗糙度值，還可以增加耐蝕性?，F在國內外氣門(mén)主要都采用QPQ處理，美國進(jìn)行的氣門(mén)比較試驗表明，40Cr鋼進(jìn)氣門(mén)和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門(mén)經(jīng)QPQ處理后，其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍，并成功解決了六價(jià)鉻的公害問(wèn)題。 　

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空氣氧化：溶解工件從高頻淬火爐弄出的氰根（CN-），防止環(huán)境污染；在工件表面產(chǎn)生灰黑色空氣氧化膜，提高工件防腐蝕工作能力，對提高耐磨性能也是有一定功效。打磨拋光再空氣氧化：除去氮化層外邊的松散層，填補工件表面氧的成分，進(jìn)一步提高金屬材料表面的耐腐蝕性和耐磨性能，另外能夠做到清理外型的目地?？偟膩?lái)說(shuō)，QPQ的技術(shù)性?xún)?yōu)點(diǎn)關(guān)鍵以下：QPQ解決后的工件有著(zhù)很高的耐磨性能、優(yōu)良的耐疲憊性、很好的抗蝕性、很小的形變，QPQ技術(shù)性低碳環(huán)保、技術(shù)性低成本，這也更是此次實(shí)驗選用QPQ加工工藝的緣故。此次實(shí)驗的QPQ加工工藝主要參數為：加熱溫度350～400℃，時(shí)間15min；氮化溫度570℃，時(shí)間2.5h；空氣氧化溫度400℃，時(shí)間15min。QPQ解決常用機器設備，QPQ處理方式中，因為僅需齒型加強，因此 錐環(huán)支板選用螺釘連接在一起，防止全部支板平面圖被氮化解決，QPQ解決后的錐環(huán)支板樣品，能夠看得出QPQ解決后的錐環(huán)支板齒型很美觀(guān)大方。

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鹽浴復合處理：技術(shù)將熱處理與防腐蝕處理一次完成，處理溫度低，時(shí)間短，能同時(shí)提高零件表面硬度、耐磨性和抗蝕性，減少摩擦系數，變形小，無(wú)公害。具有優(yōu)化加工工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，得到眾多廠(chǎng)家的認可和贊譽(yù)。像美國GE、GM公司、德國大眾、奔馳、日本豐田、本田等一些的跨國公司，均大量采用。鹽浴復合處理技術(shù)在工藝上它是熱處理技術(shù)與防腐蝕技術(shù)的結合，在性能上它是高耐磨性和高抗蝕性的結合，在滲層上是由多種化合物組成的復合滲層。因此國外認為這是金屬表面強化技術(shù)領(lǐng)域內的巨大進(jìn)展，把它稱(chēng)之為一種新的冶金方法。

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將鋼加熱到一定溫度并保溫一端時(shí)間，然后使它隨爐緩慢冷卻的熱處理方法，稱(chēng)為退火。得到的組織通常是珠光體和鐵素體。退火的目的是為了消除組織缺陷，改善組織，使成分均勻化以及細化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能，減少殘留應力。同時(shí)可降低硬度，提高塑性和韌性，改善可加工性。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，又為后續工藝做好準備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱(chēng)預備熱處理。退火絲（如下圖所示）使用低碳鋼經(jīng)冷拔、加熱、恒溫、保溫等工藝加工而成的一種軟質(zhì)鐵絲產(chǎn)品。鐵絲按用途不同，成分也不一樣，它含有的成分有鐵、鈷、鎳、銅、碳、鋅等。將熾熱的金屬坯軋成6.5mm粗的鋼條（也就是盤(pán)條），再將其放入拉絲裝置內拉成不同直徑的線(xiàn)，并逐步縮小拉絲盤(pán)的孔徑，進(jìn)行冷卻、退火、涂鍍等加工工藝，可制成各種不同規格的鐵絲。