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QPQ處理技術(shù)

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QPQ處理工藝

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QPQ處理工藝

發(fā)布日期:2018-09-13 作者: 點(diǎn)擊:

 QPQ處理工藝

 在QPQ處理過(guò)程中預(yù)熱和氧化兩道工序只能形成氧化膜,在氮化工序形成較深的復(fù)雜滲層。

  工件浸入氮化鹽浴后,氰酸根分解產(chǎn)生的N、C原子可在工件表面形成高的N勢(shì)和C勢(shì)。由于N原子半徑僅為Fe原子半徑的一半,而C原子的半徑更小,所以N、C原子可以在Fe原子的點(diǎn)陣間隙中進(jìn)行擴(kuò)散。

  在QPQ處理的氮化溫度(510-580℃)下,工件表面的高濃度N、C原子向內(nèi)部擴(kuò)散,先形成在α-Fe中的固溶體。隨著表面原子濃度的提高,逐漸形成γ′(Fe4N)化合物和ε(Fe2-3N)化合物。由工件表面向中心形成N、C的濃度梯度。滲層組織為化合物層ε相、ε相+γ′相、γ′相,化合物層以下是N在α-Fe中的固溶體,形成擴(kuò)散層。

  因此,QPQ處理后的工件滲層組織由三層構(gòu)成:外表為氧化膜;中間為化合物層;向內(nèi)為擴(kuò)散層。其中以化合物層很重要,其主要組成為Fe2-3N,它是提高耐磨性的可靠保證,同時(shí)它的抗蝕性也很好。氧化膜的主要作用是與化合物一起構(gòu)成極好的抗蝕層。同時(shí)它處于多孔狀態(tài),可以?xún)?chǔ)油,減少摩擦,對(duì)提高耐磨性有利,同時(shí)還有美化外觀的作用。擴(kuò)散層主要作用是提高工件的疲勞強(qiáng)度,對(duì)增加細(xì)薄件的整體強(qiáng)度和彈性也有很大的作用。具有以下作用:

  1.良好的耐磨性、耐疲勞性能

  該工藝能極大地提高零件表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系數(shù)。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)QPQ處理后,耐磨性比常規(guī)淬火、高頻淬火高16倍以上,比20#鋼滲碳淬火高9倍以上,比鍍硬鉻和離子氮化高2倍以上。疲勞試驗(yàn)表明:該工藝可使中碳鋼的疲勞強(qiáng)度提高40%以上,比離子氮化,氣體氮化效果均好。該工藝特別適合于形狀復(fù)雜的零件,解決技術(shù)關(guān)鍵,讓變形難題迎刃而解。

  2.良好的抗腐蝕性能

  對(duì)幾種不同材料、不同工藝處理的樣品按同樣的試驗(yàn)條件,按ASTMBll7標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了連續(xù)噴霧試驗(yàn),鹽霧試驗(yàn)溫度35±2℃,相對(duì)濕度>95%,5%NaCL水溶液噴霧。試驗(yàn)結(jié)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。

  3.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(guī)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(xì)長(zhǎng)桿件上應(yīng)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。

  4.可以代替多道熱處理工序和防腐蝕處理工序,時(shí)間周期短

  工件經(jīng)QPQ處理后,在提高其硬度和耐磨性的基礎(chǔ)上同時(shí)提高其抗腐蝕能力,并且形成黑色、漂亮的外觀,可以代替常規(guī)的淬火一回火一發(fā)黑(鍍鉻)等多道工序,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,QPQ處理與滲碳淬火相比可以節(jié)能50%,比鍍硬鉻節(jié)約成本30%,性?xún)r(jià)比高。

  5.無(wú)公害水平高、無(wú)環(huán)境污染

  QPQ處理工藝過(guò)程經(jīng)有關(guān)環(huán)保部門(mén)檢測(cè)鑒定,并經(jīng)全國(guó)各地用戶(hù)的實(shí)際使用證明,各種有害物質(zhì)排放量均低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)允許值。由于技術(shù)先進(jìn),質(zhì)量穩(wěn)定,QPQ技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)品有數(shù)百種之多。

  6.QPQ技術(shù)適用材料的范圍廣泛

  該工藝對(duì)所有鐵、不銹鋼材料均適用,從純鐵、低碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼到各種高合金鋼、不銹鋼、鑄鐵以及鐵基粉末冶金件。

  氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。經(jīng)氮化處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。

  液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相,F(xiàn)e4Nr相存在而不含F(xiàn)e2Nξ相氮化物,ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良于韌性的氮化物,液體軟氮化的方法是將被處理工件,先除銹,脫脂,

  預(yù)熱后再置于氮化坩堝內(nèi),坩堝內(nèi)是以TF–1為主鹽劑,被加溫到560~600℃處理數(shù)分至數(shù)小時(shí),依工件所受外力負(fù)荷大小,而決定氮化層深度,在處理中,必須在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO,滲透擴(kuò)散至工作表面,使工件表面外層化合物8~9%wt的N及少量的C及擴(kuò)散層,氮原子擴(kuò)散入α–Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性,氮化期間由于CNO之分解消耗,所以不斷要在6~8小時(shí)處理中化驗(yàn)鹽劑成份,以便調(diào)整空氣量或加入新的鹽劑。

  液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬,氮化后的表面硬度以含有Al,Cr,Mo,Ti元素者硬度較高,而其含金量愈多而氮化深度愈淺,如炭素鋼Hv350~650,不銹鋼Hv1000~1200,氮化鋼Hv800~1100。

  液體軟氮化適用于耐磨及耐疲勞等汽車(chē)零件,縫衣機(jī)、照相機(jī)等如氣缸套處理,氣門(mén)閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。


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