QPQ(Quench—Polish—Quench)原意為淬火—拋光—淬火，從專業(yè)技術(shù)上來講，這種說法不夠確切，這種技術(shù)實(shí)際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化，在國內(nèi)把QPQ技術(shù)稱作QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)。

　　qpq技術(shù)是一種金屬表面改性技術(shù)，具有高抗蝕性、高耐磨、無公害等特點(diǎn)。20世紀(jì)80年代中期我公司自主開發(fā)了QPQ技術(shù)，打破了國外壟斷的現(xiàn)狀，并在國內(nèi)迅速投入規(guī)模生產(chǎn)。我公司已將該技術(shù)向北京、天津、四川、江蘇、云南以及廣西等地多家專門生產(chǎn)曲軸、氣門、凸輪軸、活塞環(huán)和氣彈簧活塞桿等專業(yè)汽車零件廠進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓，其中包括多種國外引進(jìn)產(chǎn)品。汽車、摩托車作為QPQ技術(shù)第一大應(yīng)用行業(yè)，汽車的曲軸、凸輪軸、氣彈簧和扭轉(zhuǎn)盤等年處理量由數(shù)百萬件到數(shù)千萬件，而氣門的處理量高達(dá)3.45億件。

　　1.曲軸

　　曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一，它承受復(fù)雜的彎曲、扭轉(zhuǎn)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渡的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋與軸頸表面的嚴(yán)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(fù)式內(nèi)燃機(jī)曲軸為例，45鋼曲軸多采用調(diào)質(zhì)處理，調(diào)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(diào)質(zhì)或正火后的曲軸再作QPQ處理，曲軸心部保持較高的強(qiáng)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(qiáng)度可以提高40%～100%，大大減少了軸頸過渡區(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率。

　　根據(jù)我國汽車汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T481—1999，無論是鋼曲軸或球墨鑄鐵曲軸，經(jīng)表面強(qiáng)化以后的氮化層硬度應(yīng)不小于500HV，氮化層總深度(包括化合物層和擴(kuò)散層)應(yīng)不小于0.1mm。我公司開發(fā)的QPQ技術(shù)完全能夠滿足客戶的技術(shù)要求。

　　2.凸輪軸

　　凸輪軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中又一重要零部件，它和氣門挺桿組成一對摩擦副，作用是保證氣門按一定的時(shí)間開起和關(guān)閉。

　　凸輪軸的常用材料為45鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。45鋼凸輪軸一般應(yīng)預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)，球墨鑄鐵凸輪軸應(yīng)預(yù)先進(jìn)行正火處理，合金鑄鐵凸輪軸一般應(yīng)去應(yīng)力退火。預(yù)先熱處理的硬度應(yīng)根據(jù)汽車的類型、載重量等因素來選擇。

　　凸輪軸在工作過程中除承受一定的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷外，凸輪部分還承受變化的擠壓應(yīng)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磨損(嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生熔接現(xiàn)象)，以及凸輪表面因擠壓應(yīng)力的反復(fù)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(qiáng)度和剛性以外，還應(yīng)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(shù)，因此它可以大大減少凸輪軸的磨損，避免粘著現(xiàn)象的產(chǎn)生。其次由于擴(kuò)散層可以大幅度提高疲勞強(qiáng)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(yīng)>15μm，球墨鑄鐵化合物層深度應(yīng)>5μm，表面硬度均應(yīng)>500HV。

　　3.氣門

　　氣門是與氣缸相接觸的面，溫度高達(dá)600～700℃。因此氣門除了選用熱強(qiáng)度鋼材料外，還要特別注意氣門的接觸面是一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域。該區(qū)域要求耐熱蝕、耐熱疲勞、耐磨損，因此必須進(jìn)行表面強(qiáng)化。較早的表面強(qiáng)化技術(shù)是采用鍍硬鉻。

　　現(xiàn)在進(jìn)氣門材料常采用4Cr9Si2鋼，排氣門材料一般都采用5Cr21Mn9Ni4N(焊接耐磨合金)。

　　4Cr9Si2鋼氣門的桿部及頭部硬度為30～37HRC，尾部硬度大于48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門應(yīng)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(dá)到55～63HRC。氣門經(jīng)預(yù)熱處理并達(dá)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。氣門在進(jìn)行QPQ處理時(shí)應(yīng)預(yù)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(xì)砂的辦法，效果更好。

　　氣門在進(jìn)行了氮化和氧化后，可以在光飾機(jī)上作振動(dòng)拋光，然后再作一次氧化，即進(jìn)行了QPQ的全過程。這樣不僅可以降低氣門表面粗糙度值，還可以增加耐蝕性。

　　現(xiàn)在國內(nèi)外氣門主要都采用QPQ處理，美國進(jìn)行的氣門比較試驗(yàn)表明，40Cr鋼進(jìn)氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經(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)鉻的公害問題。

　　4.氣彈簧活塞桿

　　氣彈簧活塞桿是汽車上的用量較大的零件，要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。一般采用鍍硬鉻，增加表面的耐蝕性和耐磨性。但鍍鉻的六價(jià)鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境，因此必須采用無公害的工藝方法替代。

　　QPQ技術(shù)是一種無公害的工藝方法，其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍，耐蝕性比鍍硬鉻高10倍以上，因此用QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻，耐磨性和耐蝕性都會(huì)大幅度提高，實(shí)際使用結(jié)果也證實(shí)QPQ處理的氣彈簧活塞桿有良好的耐蝕性，鹽霧試驗(yàn)?zāi)臀g性達(dá)96h。

　　氣彈簧活塞桿在國外早已采用QPQ處理，年處理量達(dá)數(shù)千萬件。在國內(nèi)近年來也大量采用QPQ技術(shù)處理氣彈簧活塞桿，在浙江、廣東、北京等地已有十多個(gè)廠家采用QPQ技術(shù)生產(chǎn)氣彈簧活塞桿，有的廠家生產(chǎn)的氣彈簧活塞桿還遠(yuǎn)銷美國。

　　QPQ技術(shù)作為一種無公害的工藝方法，代替電鍍鉻可以很好地解決六價(jià)鉻離子的公害問題，同時(shí)還可以提高耐蝕性、耐磨性，并大大降低生產(chǎn)成本。

　　5.活塞環(huán)

　　活塞環(huán)是各種汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件，在高溫下與缸體發(fā)生滑動(dòng)摩擦，因此不僅要求有較高的耐磨性，還要求高溫下的耐蝕性和良好的抗咬合性能。

　　QPQ技術(shù)具有較高的耐磨性和耐蝕性，同時(shí)也具備在較高的溫度下抗咬合性能，因此可以滿足活塞環(huán)的技術(shù)要求。國內(nèi)已經(jīng)有多家工廠成功地采用QPQ技術(shù)生產(chǎn)活塞環(huán)。

　　某活塞環(huán)廠在采用QPQ技術(shù)以后，又進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗(yàn)工作。對ASL817材料的活塞環(huán)在進(jìn)行兩段QPQ處理，其工藝規(guī)范為：

　　540℃ × 3h + 580℃ × 3.5h

　　兩步處理工藝的試驗(yàn)結(jié)果滿足了表面硬度大于700HV，滲層深度大于0.05mm的技術(shù)要求，并且生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果還表明，采用QPQ技術(shù)的生產(chǎn)成本低于鍍鉻。鍍鉻的費(fèi)用為0.2元/片，QPQ處理的費(fèi)用僅為0.14元/片。

　　科技創(chuàng)新取得突破

　　1.第二代QPQ技術(shù)已經(jīng)研發(fā)成功

　　QPQ技術(shù)大量投入生產(chǎn)20多年來，雖然已經(jīng)被很多行業(yè)采用，取得了較好的效果，但由于QPQ技術(shù)滲層太淺，難以承受較重的負(fù)荷和較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，更不能承受較大的磨損，因此應(yīng)用的范圍受到了很大限制。

　　我公司經(jīng)過十多年的潛心試驗(yàn)研究，終于成功開發(fā)了第二代QPQ技術(shù)——深層QPQ技術(shù)，其化合物層深度由原有QPQ技術(shù)的15?20μm增加到30?40μm，甚至更深。

　　第二代QPQ技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過耐磨性試驗(yàn)、抗蝕性試驗(yàn)、力學(xué)性能試驗(yàn)和滲層組織形態(tài)試驗(yàn)的全面考核。鋼經(jīng)深層QPQ與普通QPQ處理后性能比較見附表。

　　耐磨性：中碳鋼經(jīng)深層QPQ處理后滑動(dòng)磨損試驗(yàn)?zāi)湍バ詾槠胀≦PQ處理的四倍。

　　抗蝕性：中碳鋼經(jīng)深層QPQ處理后失重試驗(yàn)抗蝕性為普通QPQ處理的12倍;鹽霧試驗(yàn)抗蝕性為普通QPQ處理的一倍以上。如果深層QPQ技術(shù)與密封劑結(jié)合使用，鹽霧試驗(yàn)抗蝕性可達(dá)300h以上，甚至更高，達(dá)到國際先進(jìn)水平。