山西QPQ工藝

加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的主要問(wèn)題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時(shí)間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時(shí)間稱(chēng)為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒(méi)有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(cháng)。

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曲軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵零件之一，它承受復雜的彎曲、扭轉載荷和一定的沖擊載荷，軸頸表面還要承受磨損。其破壞形式是在軸頸和曲柄過(guò)渡的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋與軸頸表面的嚴重磨損。曲軸的常用材料為45鋼和球墨鑄鐵。以氣缸直徑200mm以下的往復式內燃機曲軸為例，45鋼曲軸多采用調質(zhì)處理，調質(zhì)后的硬度要求為207～302HBW。球墨鑄鐵的曲軸多采用正火，正火后的硬度為240～300HBW。調質(zhì)或正火后的曲軸再作QPQ處理，曲軸心部保持較高的強度和良好的抗沖擊能力，而表面耐磨性可提高十幾倍，因此可以大大減少軸頸的磨損;疲勞強度可以提高40%以上，大大減少了軸頸過(guò)渡區產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率。

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QPQ鹽浴氮化過(guò)程中使用三種鹽，分別是氮化基鹽、調整鹽和氧化鹽。氮化鹽：決定著(zhù)氰酸根分解出活性氮原子的能力，因此在QPQ過(guò)程中起著(zhù)關(guān)鍵性作用，鹽的使用周期、質(zhì)量收得率、產(chǎn)生渣量直接影響生產(chǎn)成本，鹽的使用溫度范圍決定著(zhù)鹽的通用性。調整鹽：在生產(chǎn)過(guò)程中當氮化鹽浴的氰酸根發(fā)生反應生成碳酸根后濃度下降時(shí)，加入調整鹽，以使分解出的碳酸根再生成氰酸根，維持其含量在規定的范圍之內。調整鹽的氧化性不能太強也不能太弱。氧化鹽：使工件從氮化爐帶出來(lái)的氰根分解成碳酸鹽沉渣，同時(shí)工件表面被氧化，生成致密的氧化膜。高品質(zhì)的氧化鹽使得工件外觀(guān)黑又亮。在QPQ鹽浴處理過(guò)程中，根據材質(zhì)、技術(shù)要求選擇合適的工藝參數，嚴格把控各生產(chǎn)工序外，選擇正規廠(chǎng)家生產(chǎn)的鹽也非常重要，可避免花斑、腐蝕等問(wèn)題的發(fā)生，減少質(zhì)量問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本。

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主要特點(diǎn): QPQ復合處理與單-提高耐磨性的傳統熱處理技術(shù)和單一 提高抗蝕性的表面處理相比,它可以:使產(chǎn)品的表面硬度、耐磨性、抗腐蝕性和耐疲勞性同時(shí)大幅度提高。例如:經(jīng)QPQ鹽浴復合處理的45#鋼、40Cr 鋼(退火態(tài))的耐磨性, 達到淬火及高頻淬火的16倍以上;經(jīng)QPQ鹽浴復合處理的20#鋼,耐磨性達到滲碳淬火的9倍以上,是鍍硬鉻和離子氮化的2倍多。經(jīng)QPQ鹽浴復合處理的45號鋼,其疲勞極限提高40%左右。例如: 45鋼經(jīng)QPQ處理后在大氣中和鹽霧中的抗蝕性比鍍硬鉻高16倍以上,比發(fā)黑高70倍以上。

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正火是將鋼加熱到某溫度以上，使鋼全部轉變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體對亞共析鋼正火可細化晶粒，提高綜合性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟的。正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快因而正火組織要比退火組織更細小一些，其力學(xué)性能也有所提高。另外，正火采用爐外冷卻不占用設備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來(lái)代替退火。正火的主要應用范圍有：①用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預備熱處理；②可用于中碳鋼，可代替調制處理作為Z后熱處理；③用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消除或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需要的良好組織；④用于鑄鋼件，可以細化鑄態(tài)組織，海山可加工性；⑤用于大型鍛件，可作為Z后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開(kāi)裂傾向；⑥用于球墨鑄鐵，使硬度、強度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車(chē)、拖拉機、柴油機的曲軸，連桿等重要零件。

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QPQ解決的加工工藝全過(guò)程為：除油清理→加熱→鹽浴滲氮→鹽浴氧化→去鹽清理→干躁（打磨拋光→鹽浴氧化→去鹽清理→干躁）→浸油。QPQ技術(shù)性是一項由滲氮和氧化工藝流程構成的復合型加工工藝，此技術(shù)性是一種提升基材表面耐磨性能、耐蝕性的氮、氧化鹽浴復合型解決技術(shù)性，常見(jiàn)于取代滲碳淬火、正離子滲氮、不銹鋼等熱處理工藝和表面加強技術(shù)性，以提升商品耐磨性能、耐蝕性和處理硬底化形變問(wèn)題。該技術(shù)性被普遍使用于工程機械設備、儀表設備和輕化工廠(chǎng)等行業(yè)。文中對40Cr鋼開(kāi)展QPQ解決，并與輝光正離子滲氮、氧化、電不銹鋼解決后的機構耐磨性能和耐蝕性開(kāi)展了比照科學(xué)研究。