遼寧多元氮碳硫共滲工藝廠(chǎng)家

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表面處理，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，大大減少了軸頸過(guò)渡區產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率。根據我國汽車(chē)汽車(chē)行業(yè)標準QC/T481—1999，無(wú)論是鋼曲軸或球墨鑄鐵曲軸，經(jīng)表面強化以后的氮化層硬度應不小于500HV，氮化層總深度(包括化合物層和擴散層)應不小于0.1mm。QPQ技術(shù)生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)的QPQ技術(shù)完全能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的技術(shù)要求。 　

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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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顯微鏡強度試驗用水砂紙將通過(guò)各熱計量表工藝處理的金相試樣（a1、d1）打磨拋光至發(fā)光，用以檢驗金相和精確測量強度。在金相嵌入后，精確測量滲層表面到基材強度梯度方向。試驗常用維氏硬度計，試驗力為0.098N（10gf），試壓時(shí)間為10s；將制做好的金相試樣用4%氰化鈉、酒精溶液浸蝕，待試樣干躁后，用4XB型金相顯微鏡觀(guān)查試樣機構。損壞試驗選用M-2000A型環(huán)塊損壞試驗機對通過(guò)各熱計量表工藝處理的損壞試樣（a2、b2、c2、d2）開(kāi)展滾動(dòng)損壞試驗，與之對磨的磨擦副為GCr15鋼試環(huán)，強度為57HRC，直徑為40mm，環(huán)的轉速比為200r/min，所加負載為100N，總的損壞時(shí)間為30min。損壞試樣的前后邊，用甲苯不斷將其清理后烘干處理，并且用精密度為0.1mg的光電電子分析天平稱(chēng)重試樣的損壞無(wú)重力。

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表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過(guò)多的熱量傳入工件內部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等?；瘜W(xué)熱處理是通過(guò)改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是前者改變了工件表層的化學(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、鹽類(lèi)介質(zhì)或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長(cháng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。