樂(lè )山多元氮碳硫共滲工藝表面處理

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處理技術(shù)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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QPQ處理工藝特點(diǎn)可在工件表面生成雙層的氮化層,對于黑色金屬表面化合層可達到10~ 25微米深度,擴散層深達0.3 ~ 0.8mm。具有表面烏黑發(fā)亮的色澤,化合層均勻性佳,表面硬度高,有很高的耐磨性、耐腐蝕性。中碳鋼的耐磨性可以達到常規淬火的30倍,低碳鋼滲碳淬火的14倍,離子滲氮的2.8倍,鍍硬鉻的2.1倍,疲勞強度提高40%以上?？垢g性比電鍍硬鉻高70倍以上,遠遠高于鍍鎳,達到銅鎳鉻三層復合鍍的水平,比1Cr18Ni9Ti不銹鋼還高5倍,是發(fā)黑的280倍。鹽浴復合處理后工件幾乎不變形,是變形小的硬化技術(shù),可處理加工精度要求很高的工件,粗糙度在1.0μm以上的工件處理后無(wú)變化,粗糙度在0.5μm。

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淬火是將鋼加熱到某溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后很快放入淬火冷卻介質(zhì)中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡的熱處理方法。淬火能增加鋼的搶的和硬度，但減小其塑性。淬火中常用的淬火冷卻介質(zhì)有水、油、堿水和鹽類(lèi)溶液等。淬火可以提高金屬工件的硬度和耐磨性，因而廣泛用于各種工具、模具、量具及要求表面耐磨的零件，如齒輪、軋輥、滲碳零件等，如下圖所示。另外，淬火還可以使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能，如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性，使不銹鋼提高其耐蝕性等。

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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,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)。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-種新的冶金方法。這種技術(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),對所有黑色金屬材料均適用,從純鐵、低碳鋼、結構鋼、工具鋼到各種高合金鋼。

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試驗原材料及加工工藝試驗原材料為40Cr鋼（時(shí)效處理后基材強度約為274HV），選用線(xiàn)切割加工金相試樣，損壞試驗試樣規格φ30mm×10mm，抗腐蝕試驗試樣規格φ10mm×100mm，各自對各試樣開(kāi)展識別碼，經(jīng)不一樣熱表處理時(shí)各試樣的識別碼信息內容如表1所顯示。試樣表面開(kāi)展切削生產(chǎn)加工，使表面表面粗糙度做到1.6μm，試樣熱表處理前通過(guò)沒(méi)有水甲苯清理、水浸洗、烘干解決。經(jīng)不一樣熱表處理時(shí)，加工工藝主要參數如表2所顯示。通過(guò)QPQ解決和氧化解決后，試樣表面為灰黑色，通過(guò)不銹鋼解決后表面為銀光澤度，而通過(guò)正離子滲氮解決后其表面為深灰色。

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良好的抗腐蝕性能對幾種不同材料、不同工藝處理的樣品按同樣的試驗條件，按ASTMBll7標準進(jìn)行了連續噴霧試驗，鹽霧試驗溫度35±2℃，相對濕度>95%，5%NaCl水溶液噴霧。試驗結果表明，經(jīng)QPQ處理后的零件抗蝕性是1Crl8Ni9Ti不銹鋼的5倍，是鍍硬鉻的70倍，是發(fā)黑的280倍。產(chǎn)品處理以后變形小工件經(jīng)QPQ處理處理之后幾乎沒(méi)有變形產(chǎn)生，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。例如：尺寸為510×460×1.5mm的2Cr13不銹鋼薄板經(jīng)QPQ處理之后，表面硬大于HRC60，不平度小于0.5mm。目前，QPQ技術(shù)在眾多得軸類(lèi)零件、細長(cháng)桿件上應用得非常成功，有效的解決了一直以來(lái)存在的熱處理硬化和產(chǎn)品變形的矛盾。