成都多元氮碳硫共滲工藝表面處理

qpq技術(shù)是一種金屬表面改性技術(shù)，具有高抗蝕性、高耐磨、無(wú)公害等特點(diǎn)。20世紀80年代中期我公司自主開(kāi)發(fā)了QPQ技術(shù)，打破了國外壟斷的現狀，并在國內迅速投入規模生產(chǎn)。我公司已將該技術(shù)向北京、天津、四川、江蘇、云南以及廣西等地多家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)曲軸、氣門(mén)、凸輪軸、活塞環(huán)和氣彈簧活塞桿等專(zhuān)業(yè)汽車(chē)零件廠(chǎng)進(jìn)行了技術(shù)轉讓?zhuān)渲邪ǘ喾N國外引進(jìn)產(chǎn)品。汽車(chē)、摩托車(chē)作為QPQ技術(shù)的應用行業(yè)，汽車(chē)的曲軸、凸輪軸、氣彈簧和扭轉盤(pán)等年處理量由數百萬(wàn)件到數千萬(wàn)件，而氣門(mén)的處理量高達3.45億件。

成都多元氮碳硫共滲工藝表面處理

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。 　

成都多元氮碳硫共滲工藝表面處理

QPQ加工工藝既鹽浴復合型解決技術(shù)性，“鹽浴復合型”就是指在氮化鹽浴和空氣氧化鹽浴二種鹽浴中解決工件，完成了高頻淬火工藝流程和空氣氧化工藝流程的復合型，QPQ熱解決工藝流程為：加熱→氮化→空氣氧化→打磨拋光→空氣氧化。各工藝流程的功效以下：加熱：風(fēng)干工件表面的水份，防止工件潮濕摻燒造成鹽浴磁控濺射及其冷件摻燒造成鹽浴溫度減少過(guò)多。而且加熱一定水平上能夠減少工件形變和使工件顏色勻稱(chēng)。高頻淬火：QPQ熱解決的關(guān)鍵工藝流程。高頻淬火全過(guò)程中高頻淬火鹽內的氰酸根溶解造成特異性氮原子滲透到工件，在工件表面產(chǎn)生耐磨性能和抗蝕性很高的化學(xué)物質(zhì)層和耐疲憊的外擴散層。

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工藝及參數要求 料筐要用專(zhuān)用料筐，裝爐量控制在坩堝中鹽重的35%以?xún)?，否則會(huì )影響滲層厚度。清洗油之后，須把清洗劑殘液漂洗干凈，否則預熱會(huì )產(chǎn)生腐蝕斑點(diǎn)。預熱∶預熱溫度320～350℃，保溫0.30～1.0h，注意顏色為蘭色帶黃為宜,整筐顏色一致。氮化∶575℃（560～580℃），保溫2.0小時(shí)，升溫至565℃開(kāi)始計保溫時(shí)間。注意工件進(jìn)爐后爐溫不能低于530℃，否則會(huì )產(chǎn)生腐蝕斑紋。預冷∶共滲出爐后預冷至480℃左右（注意不能讓鹽有疑固）才可進(jìn)入氧化爐進(jìn)行氧化，若進(jìn)爐過(guò)早易氧化發(fā)黃（淺銹）。氧化：一次（氮化隨后）氧化380～420℃，保溫15～30分鐘；二次（拋光后）氧化410～430℃，保溫45～90分鐘。

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QPQ(Quench—Polish—Quench)原意為淬火—拋光—淬火，從專(zhuān)業(yè)技術(shù)上來(lái)講，這種說(shuō)法不夠確切，這種技術(shù)實(shí)際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化，在國內把QPQ技術(shù)稱(chēng)作QPQ表面處理技術(shù)。

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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。