華鎣多元氮碳硫共滲工藝工藝

金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應用Z廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過(guò)熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過(guò)熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。

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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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活塞環(huán)是各種汽車(chē)、摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵零件，在高溫下與缸體發(fā)生滑動(dòng)摩擦，因此不僅要求有較高的耐磨性，還要求高溫下的耐蝕性和良好的抗咬合性能。QPQ技術(shù)具有較高的耐磨性和耐蝕性，同時(shí)也具備在較高的溫度下抗咬合性能，因此可以滿(mǎn)足活塞環(huán)的技術(shù)要求。國內已經(jīng)有多家工廠(chǎng)成功地采用QPQ技術(shù)生產(chǎn)活塞環(huán)。某活塞環(huán)廠(chǎng)在采用QPQ技術(shù)以后，又進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗工作。對ASL817材料的活塞環(huán)在進(jìn)行兩段QPQ處理，其工藝規范為：540℃ × 3h + 580℃ × 3.5h兩步處理工藝的試驗結果滿(mǎn)足了表面硬度大于700HV，滲層深度大于0.05mm的技術(shù)要求，并且生產(chǎn)質(zhì)量穩定。試驗結果還表明，采用QPQ技術(shù)的生產(chǎn)成本低于鍍鉻。鍍鉻的費用為0.2元/片，QPQ處理的費用僅為0.14元/片。

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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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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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QPQ處理成本增效的具體應用代替鍍鉻：普通碳鋼的耐蝕性經(jīng)QPQ處理后超過(guò)鍍鉻的10倍以上。代替某些不銹鋼：QPQ處理后的45鋼耐蝕性比1Cr13高20倍以上，比1Cr18Ni9Ti高4倍以上。代替某些硬質(zhì)合金制品：將高速鋼預先進(jìn)行正常的熱處理，然后在570℃氮化2~3h，并隨后進(jìn)行氧化處理，其表面硬度可達到1500HV相當于91HRA左右，這已經(jīng)達到硬質(zhì)合金的硬度，表面具有極高的耐磨性。代替某些銅制耐磨件：將45鋼與青銅制造的一對摩擦副改成由45鋼與白口鑄鐵制造，并進(jìn)行QPQ處理，其耐磨性將成10倍的提高;同時(shí)可以用中碳鋼經(jīng)QPQ處理來(lái)替代青銅制造的蝸輪并且使用效果良好，軸瓦以及其他很多銅制耐磨件都可以用碳鋼經(jīng)QPQ處理來(lái)替代。