QPQ盐浴复合处理技术的基本原理及操作注意事项样本

1、资料内容仅供您学习参考，如有不、|之处，请联系改正或者删除。QPQ盐浴复合处理技术的基本原理及操作注意事项” QPQ” 是英文Quench Polish Quenchv 的字头缩写。原意为淬火一抛光一淬火，在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术, 其中”盐浴复合”的含义杲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能够使工件几乎不变形，同时 又能够大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，是一种新的金属表 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。我司经过多年的实践独立开发了成分独特的渗氮盐

2、浴配方，其中添加了一种特殊的氧化剂，使盐浴中的有害氟根含量保持在0. 2%以下，同时盐浴中的有效成分氟酸根含量长期保持稳定。试验表 明，现有气体软氮化和离子渗氮基本上都能够用QPQ盐浴复合处 理技术来代替，而且能够大为提高工件的耐磨性和抗蚀性。其抗蚀 性可达到Cu-Ni-Cr多层电镀的水平，成功的应用于气弹簧、刀具、模具、纺织机械、汽车等行业，经过对零件的滑动磨损试验，耐 磨性比发黑处理高出几百倍。经过海水防腐试验，QPQ处理的零件 均比发黑处理的零件提高几十倍，效果很好。由于新技术，因此工艺上就有其独特的要求，操作中必须严格 规范，工件才能达到耐磨性和抗蚀性的要求，并得到较为美观的外表（黑亮

3、色）。下就工艺中几个关键步骤加以分析讨论:QPQ技术的基本工艺过程1、工件清洗清水漂洗一预热一盐浴氮化一盐浴氧化一冷水 冷却一热水浸泡一清水漂洗一烘干一抛光一二次氧化一抛 光一包装。预热（空气炉）350-400C、20-30min氮化（盐浴炉）550-580C、60-180min氧化炉（盐浴炉）370-400C、20-40min预热的作用：预热的作用是烤干工件表面的水分，使冷工件升 温后再入氮化炉，以防带水工件入氮化炉后引起盐浴溅射和 防止冷工件入炉后氮化炉温度下降太多。一般温度下降不超 过30C,同时预热对减少工件变形和获得色泽均一的外观也 有一定的作用。氮化：氮化是QPQ盐浴复合处理技术的

4、核心工序，由于氮化盐浴 中氟酸根（CNO ）的分解产生活性氮原子，在金属表廂形成耐磨 和抗蚀性很高的化合物层和耐疲劳的扩散层。氧化：氧化的主要作用可使工件从氮化炉带出的盐中的氟根（CNJ 彻底分解，消除公害，同时在工件表面形成黑色的氧化膜 （Fe3O4）,增加抗蚀性，对提高耐磨也有一定的好处。2、渗层外貌及特征QPQ盐浴复合处理以后在钢的表形成的渗层外貌：最外杲 氧化膜，主要成分是（Fe3O4）,氧化物层里直是化合物层，也称”白 亮层”，主要成分是Fei3CN,化合物层以内是扩散层，（1）化合物层：化合物层是QPQ盐浴复合处理技术所形成的渗层中最重要的部分,对渗层的耐磨性和抗蚀性都起主导作用。

5、经过金相分析，如图S45C 和35CrMo在不同的氮化时间的金相图：35CrMo化合物层x400 QP120min 35CrMo化合物层x 400 QP lOOminS45C化合物层x 400 QP120min S45C化合物层x 400QP lOOmin在QPQ盐浴复合处理过程中，随着C、N元素的不断渗入，达到一定浓度后，形成了化合物层Fe2_3N和Fe2-3CN,对碳钢基体来说,化合物层的硬度HV0.1/15至少在500以上， 对低碳钢及中碳钢经QPQ处理以后，硬度在500-700（单位： Kg/mn?）,化合物层即白亮层深度一般在10-25 Mm（生产工艺不同, 渗层也不相同）o合金钢如

6、；38CrMoAU 5CrMnMo等氮化钢，硬 度达到900-1100o渗层在9-15 “ m,化合物层是耐磨.抗蚀的核心 渗层，因此在做渗层检查时，都以检测化合物层为主，化合物层的 深度与工艺条件（CNO%浓度、氮化时间及氮化温度）影响较大。 在工艺条件相同的时，化合物层的深度主要取决于合金元素的含 量，对于高合金钢硬度高，不但渗层浅而扩散层也浅。（2）扩散层扩散层是只在显微镜下观察到的化合物层与中心之间那层暗黑 色组织。由于氮的浓度由表面向中心逐步降低，到化合物层与扩散 层交界处，氮的浓度下降到不足以形成化合物层，而只能形成氮在 a -Fe晶格中的固溶体或过饱和固溶体，这一层氮在a -Fe

7、中的固溶 体就杲扩散层，由于它的抗蚀性不高，因此在显微镜下呈暗黑色。（3）氧化工件经过氮化工序处理后在氧化盐浴保温时才会在表面形成氧 化膜。这种氧化膜只有在氮化处理后的表廂上才比较容易形成，如 果未作氮化处理的工件直接进入氧化盐浴中，则不能形成完整的氧化膜。这可能与氮化处理后工件表面的活性状态有关， 氧化膜的厚薄也与工件的预先氮化状态有关，对于大多数结构零 件，氮化后表面形成较厚的氧化膜，氧化膜的抗蚀性很好，氧化膜 在显微镜下呈灰白色，与化合物层极为相似，对结构钢样品，很难 观察到。可是试样外廂的的黑色外观说明氧化膜确实存在，同时也 由于化合物层外层常常存在疏松，氧化膜与化合物层之间没有明 显

8、的过渡，在制备金相时很难区分，因此只有在电子显微镜下才 能看到这层氧化膜。氧化工序不但在工件的化合物层以外形成氧化膜。而且化合物层也 吸收了高达8%的氧，这比一般盐浴氮化后水冷的化合物层中的含 氧量高6倍，即在氧化过程中不但在表面生成氧化膜，还有一部分 氧以间隙式形式溶入化合物晶格中使表面钝化。改进了表面的抗蚀 性和耐磨性。工件经过氮化-氧化后再次抛光以后，不但降低了工件表廂的粗糙 度，杲其外表变得赏心悦目，更重要的是抛光后再次氧化能够大大 提高化合物层中的含氧量，从而进一步提高抗蚀性。(4) 疏松层般在QPQ盐浴复合处理以后，化合物层外直往往有一层海绵状 或柱状的多孔组织，这一区域不是特别致

9、密，一般称为疏松层，这 层组织硬度低，耐磨性差，疏松层不但盐浴处理技术有，而且气体 氮化也会形成疏松。而且疏松层更加严重。二.QPQ盐浴复合处理技术的渗层性能1、极高的耐磨性在实验室进行的严格的滑动磨损试验表明，40Cr钢经过QPQ 处理以后，耐磨性能够达到常规淬火的30倍，低碳钢渗碳淬火的 14倍，离子氮化的2.8倍，镀硬辂的2.1倍。2、极好的抗蚀性在潮湿的环境下，工件进行了露天遮雨放置试验，45( S45C)钢经 QPQ处理后，抗蚀性能够达到镀硬洛的16倍。1CH3不锈钢的26 倍，lCrl8Ni9Ti不锈钢的4.5倍。3、良好的抗疲劳性能QPQ处理能够使钢、铁材料的疲劳强度提高20-2

10、00%,疲劳 强度提高的大小受基体材料的种类.预先处理状态.QPQ处理的 工艺参数等因素的影响。4、极微小的变形由于QPQ技术的处理温度低于钢的相变温度、处理过程基体不会 发生组织转变，因此没有组织应力产生，因此它比发生组织转变的 常规淬火、高频淬火、渗碳所产生的变形小得多。在正常的情况下，处理前后工件尺寸的变化量大约在0.01mm左右, 外径增大0.005mm,内孔缩小0.005mm。三.QPQ盐浴复合处連技术的实际操作及常见问题1、清洗：除油、去锈，切削时冷却润滑油以及某些金属清洗剂的 残留物，在工件表庖上以表膜的形式存在，微区分析说明，有磷酸 盐，硅酸盐、钙、镁、氯、氧、硫等元素的化合物

11、存在，会阻 碍工件表面对氮和碳的吸收。2、预热：工件不预热或预热不充分，直接进入氮化炉，处理后，外 观容易不均匀，甚至产生芝麻点等表面缺陷，如果预热过度，处理 后也会产生色泽不均匀，甚至发红等现象。工件表廂呈紫色为好, 草黄色也可，工件仍保持金属光泽，说明预热不足，工件表黑色, 说明预热过度。3、氮化：氮化是QPQ盐浴复合处理技术中最重要的工序，氮化的目的是在工件表廂形成足够深的致密的化合物层和相应深 度的扩散层。氮化盐浴中CNO控制在33-37%,当CNCT40%时，则容易形成渗层不致密，甚至造 成严重的疏松，调整盐以每班少量多次添加为好，这样不会造成 CNO一大起大落，不宜一次添加过多，这样会影响渗层的致密度。4、氮化炉的维护：保持氮化炉盐浴的良好状态、对渗层质量有很 大的影响，带有赃物、油脂、或铁锈的工件不准进入氮化炉内，铜 铝、锌等有色金属件不准逬入氮化炉，大批量的铜焊件不宜进入氮 化炉，装工具的卡具及常见的工具要保持清洁。不宜带杂物进入氮 化炉。要及时清除氮化炉内的炉渣，对保证化合物层的致密度极为重要。 每班及时捞取氮化炉的悬浮的细渣及底部的沉渣（氧化皮）