QPQ及QPQ氮化.doc

QPQ”是英文“QuenchPolishQuench”的字头缩写。原意为淬火抛光淬火，在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术，其中“盐浴复合”的含义是指在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件。QPQ盐浴复合热处理技术既可以使工件几乎不变形，同时又可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，是一种新的金属表面强化改性技术。这种技术实现了渗氮工序和氧化工序的复合，氮化物和氧化物的复合，耐磨性和抗蚀性复合，热处理技术和防腐技术的复合。其氮化层的深度大于离子氮化处理的深度，而且工艺周期也比离子氮化短。什么是QPQ处理工艺？什么是QPQ处理工艺？ 这是一种盐溶液体氮化技术，即在盐浴炉中进行的热化学扩散与钝化以及精密处理相结合的无公害金属表面处理工艺。金属在两种不同性质的低温熔融盐熔液中作复合处理，先使多种元素同时渗入金属表面形成由几种化合物组成的复合渗层，以使金属表面得到强化改性。这种复合处理技术与提高耐磨性的单一热处理技术和提高抗蚀性的单一表面防护技术相比，它可以同时大幅度地提高金属表面的耐磨性和抗蚀性。单一热处理技术或表面防护技术是无法同时达到这两个要求的。旋转接头零件QPQ处理工艺的参数 根据不同的金属材质，可在最高不超过425的盐浴炉中进行90120分钟的处理。QPQ处理工艺特点 1、可在工件表面生成双层的氮化层，对于黑色金属表面化合层可达到1025微米深度，扩散层深达0.30.8mm。2、具有表面乌黑发亮的色泽，化合层均匀性极佳，表面硬度高，有很高的耐磨性、耐腐蚀性。中碳钢的耐磨性可以达到常规淬火的30倍，低碳钢渗碳淬火的14倍，离子渗氮的2.8倍，镀硬铬的2.1倍，疲劳强度提高40%以上。3、抗腐蚀性比电镀硬铬高70倍以上，远远高于镀镍，达到铜镍铬三层复合镀的水平，比1Cr18Ni9Ti不锈钢还高5倍，是发黑的280倍。4、盐浴复合处理后工件几乎不变形，是变形最小的硬化技术，可处理加工精度要求很高的工件，粗糙度在1.0m以上的工件处理后无变化，粗糙度在0.5m以下的工件处理后粗糙度略微增加。5、可以同时替代淬火（高频淬火、渗碳淬火）回火发黑（镀铬）等多道热处理和防腐工序，大大缩短生产周期，提高工件品质。6、无公害水平高、不污染环境QPQ处理后零件的优点 在工件表面生成具有极高耐摩擦性、抗咬合性、耐磨损性、防腐蚀性以及较高疲劳强度的表面层。并且不具有其它表面镀层工艺所遇到的问题氢脆。综合性能优于发蓝、镀铬、锌、镍等表面镀层工艺。1、QPQ工艺简介 QPQ工艺是一种先进的表面处理工艺，它比其他氮化具有如下优越性：（1）无公害。整个过程几乎无污染，在世界上被认为Enviromental Friendly Processor EnviromentalAcceptable Process （与环境友好的工艺或环境可接受的工艺）（2）与其他表面工艺相比，具有更高的抗疲劳强度，耐磨性和表面硬度。（3）与气体氮化相比，变形极小，可以满足高精度要求的零部件要求。（4）比其他氮化表面处理，具有更好的工作表面质量，色泽更加漂亮。（5）化合层完全由氮化物组成，具有很高的表面硬度和耐磨性。（6）工作氮化层厚度可进行调节，并在工作表面产生一定的泡沫层增加抗咬合性和减少磨合时间。（7）氮化层均匀性极高，可处理粉末冶金制品，均匀性极佳。2、QPQ工艺与其它处理工艺的比较（一） 与气体氮化的比较 气体氮化在应用上遇到的问题：1、 于钢制零件，但不能很好处理铸铁，特别不适合处理那些具有游离石墨的铸铁2、 形成相和相混合的化合层（相的含量取决于钢材的成份：钢中合金元素越少，相占比例越高）3、 可以得到表面化合层深12m，扩散层深达0.20mm到0.60mm4、 导致处理零件的变形极大5、 渗层均匀性不好6、 表面硬度值低QPQ工艺技术则具有：1、 由于盐的化学成份，能处理所有的钢和铸铁件2、 QPQ工艺形成相单相层，因而不脆（它具有良好的表面抗疲老强度）。与气体氮化生成的+混合相相比具有更好的抗磨性能和耐腐蚀性能3、 处理四、六缸曲轴几乎不变形，可满足一般高精度零部件氮化要求4、 渗层均匀极佳5、 表面硬度高，有很高的耐磨性6、 化合层深度可达1525m以上，扩散层深度可达0.300.80mm以上7、 处理的冲压模寿命比气体氮化提高35倍（二） 与离子氮化的比较 离子氮化在实际应用中，遇到的问题1、 难以处理体积较大的零件，这是由于为得到辉光放电（离子体）和避免弧光须保证最短问题2、 难以对形状尺寸差异大的零件放在一起混合处理3、 难以处理形状复杂的零件4、 不可能处理带小孔/小直径的零件5、 几乎不可能很好地处理铸铁件 QPQ工艺技术则对零件体积大小、形状复杂程度以及是否带小孔均无要求。对于铸铁件，粉末冶金制品亦可有很好的处理结果，渗层及其均匀性亦非常令人满意。（三） 与高频淬火、整体淬火比较 采用高频淬火的结构零件一般常用中碳钢或中碳合金钢，热处理后一般为淬火回火的马氏体组织，即含碳的过饱和固溶体，中碳钢经QPQ盐浴复合处理以后，表面为含氮的化合物Fe2-3N，其耐磨性比含碳马氏体高得多。（四） 与渗碳和碳氮共渗比较 渗碳工件表面淬火以后得到的表面渗层组织为淬火回火状态的含碳马氏体组织，有时含有一定数量的Fe3C，其硬度通常为6065HRC。 碳氮共渗工件淬火以后得到的表面渗层组织不是单纯的马氏体，其中含有一定数量的氮，所以碳氮共渗件的耐磨性比单纯渗碳件高。 QPQ盐浴复全处理的主体工艺是盐浴渗氮。盐浴渗氮工艺渗层中的含氮量比碳氮共渗高得多，表面会形成氮化物层（Fe2-3N或Fe3C）。氮化物层的耐磨性则比只含少量氮的淬火马氏体耐磨性高，当然比不含氮的渗碳淬火马氏体的耐磨性更高。3、氧化工艺 氧化工艺是QPQ表面处理工艺的一种，其处理结果非常优越，有乌黑发亮的色泽，高耐腐蚀性，可全面替代镀铬、镍等表面镀层工艺，且无污染。 该工艺处理的零件可根据要求满足从几十个小时到700小时以上的喷盐水试验，并由于耐腐蚀层与基体化合结合，不会产生剥落、褪色等现象。4、QPQ技术的应用由于QPQ技术的特殊优越性，在各个领域里得到了广泛的应用，今天世界上众多厂家在采用这种技术处理各种机械零件，显示了该技术的先进性和广泛性。41汽车领域：（1）发动机零部件 曲轴、挺杆、凸轮轴、摇臂、摇臂轴、气门、活塞环、气缸套、气缸盖、化油器零件、油泵轴、起动齿轮等等（2）变速箱和传动系统 变速器零件：轮毂、齿轮、衬套、拔叉、垫片（变速箱，星型齿轮）、齿轮轴托架等等（3）其它 离合器零件：支撑盘，花键轴衬套、制动系列：气缸+活塞，等等、坐椅调节用齿轮零件等等42机械工程： 这一领域的应用主要涉及机床、包装机械、专用机械、叉车、塑料机械等 齿轮、蜗杆、花链轴、拔叉、随动齿轮、滑块、轴、螺栓、丝杠、摩擦片、机床电器铁心、衬套、刀具、凸轮、轴承、法兰、内套（压缩机）等等43钢铁工业/矿山 轴承、反螺母、调节活塞、压力活塞、模具、钻床导轨、滚轮、壳体、齿轮等等44工具/钢冲件1、切销刀具：丝锥钻头铰刀铣刀 铝挤压/喷注2、活塞衬套喷注器四冲模模具 注塑机：活塞喷注螺栓衬套模3、锻机：冲头模具（用于凸轮轴，连杆，万向节，齿轮等）45液压工业/公共设施 曲轴（泵）、齿轮、连杆、轴承、垫片、液压头杆、衬套、导管、连节器、泵体、衬套、轴、销、泵齿轮、驱动螺栓、凸轮、 分配器（体、活塞）、阀片、阀座、阀杆、油缸等等46军事工业 杠杆、导管、齿轮、键、弹盒、减速螺栓、炮身、枪管、锁具（衬套）等等47航空航天工业 齿轮、