常用金屬表面處理方式

1、表面處理方式：金屬：1. 噴砂 噴砂是利用壓縮空氣把石英砂高速吹出去對(duì)零件表面進(jìn)行清理的一種方法。工廠里也叫吹 砂，不僅去銹，還可以順帶除油，對(duì)涂裝來說非常有用。常用于零件表面除銹；對(duì)零件表面 修飾（市場(chǎng)賣的小型的濕式噴砂機(jī)就是這個(gè)用途，砂粒通常是剛玉，介質(zhì)是水）；在鋼結(jié)構(gòu) 中，應(yīng)用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行聯(lián)接是一種比較先進(jìn)的方法， 由于高強(qiáng)聯(lián)接是利用結(jié)合面之間的摩擦 來傳力的，所以對(duì)結(jié)合表面的質(zhì)量要求很高，這時(shí)必須用噴砂對(duì)結(jié)合表面進(jìn)行處理。 噴砂用于形狀復(fù)雜，易于用手工除銹，效率不高，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不好，除銹不均勻。 一般的噴砂機(jī)都有各種規(guī)格的噴砂槍，只要不是特別小的箱體，都可以把槍放進(jìn)去打干凈。 壓力容器的

2、配套產(chǎn)品 封頭采用噴砂方式清除工件表面的氧化皮，石英砂的直徑為1.5mm 3.5mm. 有一種加工就是利用水作載體，帶動(dòng)金剛砂來加工零件的，就是一種噴砂。2. 噴塑噴塑是為了提高防腐蝕能力， 與噴砂結(jié)合更好， 主要是因?yàn)榻Y(jié)合力提高了導(dǎo)致質(zhì)量提高。 可 以增加防銹和美觀效果3. 氮化和軟氮化 氮化包括氣體氮化、 輝光離子氮化和軟氮化， 軟氮化是一種通俗的叫法，嚴(yán)格的講，軟氮化 是一種以滲氮為主的低溫氮碳共滲，主要特點(diǎn)是滲速快（2-4h ），但滲層?。ㄒ话阍?0.4 以下）,滲層梯度陡，硬度并不低，如果是液體氮化，硬度甚至略高于氣體氮化。氣體氮化可以做到深滲層，它的硬度梯度緩，比軟氮化承受的載荷高

3、，外觀漂亮，缺 點(diǎn)是周期長(zhǎng)，表面有脆性相，一般要有一道精加工（加工余量很小，一般 1 絲到 2 絲）。輝光離子氮化有氣體氮化的優(yōu)點(diǎn)，在0.4伽滲層以下，滲速比氣體氮化快的多，而且表面不會(huì)有脆性相， 可以局部氮化， 缺點(diǎn)是成本略高， 對(duì)形狀復(fù)雜或帶長(zhǎng)孔的工件效果不好。變形方面應(yīng)該是輝光離子氮化變形最小，實(shí)際中相差很小，很多時(shí)候幾乎一樣。 為了縮短氮化周期， 并使氮化工藝不受鋼種的限制， 在近年間在原氮化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展了軟 氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。軟氮化實(shí)質(zhì)上是以滲氮為主的低溫氮碳共滲， 鋼的氮原子滲入的同時(shí)， 還有少量的碳原子 滲入，其處理結(jié)果與一般氣體氮化相比，滲層硬度較氮化低，脆性較小

4、，故稱為軟氮化。1 、軟氮化方法分為：氣體軟氮化、液體軟氮化及固體軟氮化三大類。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng) 用最廣泛的是氣體軟氮化。 氣體軟氮化是在含有活性氮、 碳原子的氣氛中進(jìn)行低溫氮、 碳共 滲，常用的共滲介質(zhì)有尿素、甲酰胺、氨氣和三乙醇胺， 它們?cè)谲浀瘻囟认掳l(fā)生熱分解反 應(yīng)，產(chǎn)生活性氮、碳原子。活性氮、 碳原子被工件表面吸收， 通過擴(kuò)散滲入工件表層， 從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體軟氮化溫度常用 560-570 C,因該溫度下氮化層硬度值最高。氮化時(shí)間常為2-3小時(shí)， 因?yàn)槌^ 2.5 小時(shí)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，氮化層深度增加很慢。2 、軟氮化層組織和軟氮化特點(diǎn)：鋼經(jīng)軟氮化后，表面最外層可獲得幾微米

5、至幾十微米的白亮層，它是由&相、丫相和含氮的滲碳體 Fe3 （ C, N）所組成，次層為的擴(kuò)散層，它主要是由丫相和£相組成。軟氮化具有以下特點(diǎn)：（1） 、處理溫度低，時(shí)間短，工件變形小。（2） 、不受鋼種限制，碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可 進(jìn)行軟氮化處理。工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān)。3、能顯著地提高工件的疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具有抗擦傷和 抗咬合等性能。4、由于軟氮化層不存在脆性E相，故氮化層硬而具有一定的韌性，不容易剝落。因此，目前生產(chǎn)中軟氮化巳廣泛應(yīng)用于模具、量具、刀具（如：高速鋼刀具）等、曲軸、 齒

6、輪、氣缸套、機(jī)械結(jié)構(gòu)件等耐磨工件的處理。與滲氮區(qū)別主要是：1. 在一定溫度下向試件表面滲入氮、碳，以滲氮為主，但非單純滲氮。2. 處理時(shí)間比氮化短。3. 其表面白層相比滲氮白層而言脆性要小。4. 軟氮化應(yīng)用的材料比較廣泛。5 軟氮化比普通氮化周期短，溫度略低，因此變形更小，但硬度和氮化層厚度略差，且氣體 軟氮化無毒4. QPQQPQ 鹽浴氮化復(fù)合處理技術(shù)在機(jī)械易損件及工業(yè)易損件上的應(yīng)用一、什么是 QPQ 技術(shù)"QPQ是英文"Quench-Polish- Quench'的縮寫。原意為淬火 （快冷）一拋光一淬火（快 冷），從專業(yè)上來講，這種說法不夠確切，但在國(guó)際上已經(jīng)習(xí)

7、慣地沿用至今。并被普遍采用。QPQ 技術(shù)是一種復(fù)合型技術(shù)，復(fù)合的含義，在方法上是指它是在氮化鹽浴和氧化鹽浴 兩種鹽浴中處理工件， 實(shí)現(xiàn)了氮化工序和氧化工序的復(fù)合； 滲層組織上是氮化物和氧化物的 復(fù)合；性能上是耐磨性和抗蝕性的復(fù)合；工藝上是熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合。通常硬化技術(shù)只能提高金屬的耐磨性，防腐技術(shù)一般只能提高金屬表面的抗蝕性，而 QPQ 技術(shù)則可以同時(shí)大幅度提高金屬表面的耐磨性和抗蝕性，而且提高的幅度比常規(guī)硬化 技術(shù)和防腐技術(shù)高 10 倍以上，因此它被稱為冶金學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的革命性新技術(shù)。同時(shí)該技術(shù)還 具有工件幾乎不變形、元公害、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。QPQ 技術(shù)的核心是其無公害的鹽浴配方。該配方由

8、德國(guó)迪高沙公司實(shí)行可口可樂式的 獨(dú)家國(guó)際壟斷， 只向用戶提供處理產(chǎn)品的已經(jīng)熔化的成品鹽和生產(chǎn)設(shè)備， 從不提供鹽浴配方。世界上一些著名的大公司都從德國(guó)引進(jìn)了成套設(shè)備技術(shù)。 美國(guó)通用電器公司羈這項(xiàng)新技 術(shù)成功地取代了內(nèi)燃機(jī)車缸套的鍍硬鉻工藝， 消除了六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境的污染， 并提高了缸套的 耐磨性和抗蝕性。 美國(guó)康明斯公司乖 J 用此項(xiàng)技術(shù)解決了進(jìn)、 排氣門的耐磨抗蝕問題。德國(guó)大眾轎車的凸輪軸， 奧地利斯太爾重型汽車驅(qū)動(dòng)橋減速器的內(nèi)齒輪也采用了這項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)幾乎被日本所有汽車廠家采用， 其中本田公司有五座大型自動(dòng)化設(shè)備分設(shè)于國(guó)內(nèi)外，處理零件 150 多種，年處理量達(dá) 6 萬噸。現(xiàn)在該技術(shù)已被德國(guó)、美

9、國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞士、奧地利、俄羅斯、日本、印度等40多個(gè)國(guó)家采用，用于各種耐磨件和抗蝕件。我國(guó)的戚墅堰機(jī)車車輛廠、 山東濰坊柴油機(jī)廠、 杭州汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠等廠于八十年代末以 60-90 萬美元從德國(guó)引進(jìn)了成套設(shè)備技術(shù)，分別用于機(jī)車缸套，汽車曲軸等零件，但必須 高價(jià)從國(guó)外進(jìn)口生產(chǎn)甩鹽。二、QPQ 技術(shù)的特點(diǎn)中國(guó)機(jī)械裝備 （集團(tuán) ）公司成都工具研究所經(jīng)過長(zhǎng)期試驗(yàn)研究，于上個(gè)世紀(jì)八十年代初期 率先打破了德國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的獨(dú)家國(guó)際壟斷， 獨(dú)立開發(fā)了成分獨(dú)特的鹽浴配方， 其無公害水 平優(yōu)于德國(guó)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。我公司推廣的 QPQ 技術(shù)實(shí)行大量生產(chǎn)已有十多年歷史， 現(xiàn)有用戶已達(dá) 100 多家， 應(yīng)用 的

10、產(chǎn)品有數(shù)百種之多。涉及到汽車、摩托車、紡織機(jī)械、輕化工機(jī)械、 、槍械、機(jī)床、儀器 儀表、齒輪、模具、工具等幾十個(gè)行業(yè)。該技術(shù)的生產(chǎn)用鹽已銷往朝鮮，臺(tái)灣。由于該技術(shù)具有國(guó)際先進(jìn)水平， 并創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 為國(guó)家作出了較 大貢獻(xiàn)，被確定為國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品， “九五 “國(guó)家重點(diǎn)推廣科技項(xiàng)目。先后榮獲四川省科技進(jìn)步 一等獎(jiǎng)，國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等各種獎(jiǎng)勵(lì)。從鹽浴的有效成分，工藝過程，滲層的結(jié)構(gòu)與性能等方面來說，我所的0P 。技術(shù)與德國(guó)技術(shù)幾乎完全相同，但此外我所的 QPQ 技術(shù)還有以下特點(diǎn)：1、無公害水平高 我所獨(dú)立開發(fā)的成分獨(dú)特的氮化鹽浴配方，其中添加了一種特殊的氧化劑，使鹽浴中的氰根含量

11、僅為德國(guó)的 1/10 ，無公害水平更高。2、滲速快與迪高沙公司的鹽浴相比， 我所的鹽浴滲入速度更快， 在氮化溫度比迪高沙公司技術(shù)低 10 c的情況下可以達(dá)到同樣的滲層深度。3、設(shè)備簡(jiǎn)便實(shí)用，價(jià)格低廉 與迪高沙公司相比氮化鹽浴不必通壓縮空氣。 迪高沙公司的生產(chǎn)線為雙軌密封設(shè)備， 我 所為單軌開放設(shè)備， 不僅便于操作維修， 而且大大降低成本， 因此成套設(shè)備的費(fèi)用不到進(jìn)口 的 I/5 。4、生產(chǎn)用鹽價(jià)格便宜我所開發(fā)的 QPQ 技術(shù)生產(chǎn)用鹽大部分采用普通工業(yè)原料， 因此售價(jià)不到進(jìn)口鹽價(jià)格的 1/3 ，國(guó)內(nèi)最低。5、終身技術(shù)服務(wù)可向用戶提供 QPQ 生產(chǎn)線的主要設(shè)備，輔助設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備等全部設(shè)備，免費(fèi)對(duì)

12、用戶 進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)用戶投產(chǎn)，長(zhǎng)期對(duì)用戶負(fù)責(zé)，并實(shí)行終身免費(fèi)技術(shù)服務(wù)。三、QPQ 技術(shù)的工藝過程和滲層的影響因素1 、 QPQ 技術(shù)的基本工藝過程：清洗劑清洗 清水漂洗 預(yù)熱 鹽浴氮化 鹽浴氧化 冷水清洗 熱水 清洗 自然干燥 浸油經(jīng)過大量工藝參數(shù)試驗(yàn)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證，最終確定，一般的結(jié)構(gòu)零件的QPQ 處理工藝規(guī)范大體如下：預(yù)熱 （空氣爐 ）：350-400 c， 20-30min氮化 （鹽溶爐 ）：550-570 c， 2-3h氧化（鹽溶爐 ）：370-400 c，15-20min高速鋼工具的氮化規(guī)范： 530-560 c， 10-40minCrI2MoV 類鋼的氮化規(guī)范： 5

13、20-530 c，2h 根據(jù)工件的基體材料，使用條件等因素，對(duì)每種產(chǎn)品制定具體的生產(chǎn)工藝。2、滲層形貌QPQ 處理后的滲層組織，由外向內(nèi)由三層組成：即氧化膜，化合物層，擴(kuò)散層。圖1為金相顯微鏡下觀察到的 45 鋼的滲層組織 （由于制樣保護(hù)的原因， 一般很難觀測(cè)到氧化膜 ）。圈145鋼的滲層組織380氧化膜是鐵的氧化物 (Fe3O4) ，可以提高金屬表面的撫蝕性，美化工件的外觀。皇與億 舍物層一起構(gòu)成了抗蝕性極高的綜合抗蝕層。同時(shí)這層氧化膜對(duì)提高耐磨性也毒一定作用?；衔飳铀追Q白亮層，為鐵的氮化物(Fe2 3N)，是QPQ技術(shù)所形成的滲層組織中最重要的部分。 化合物層耐磨性極高， 抗蝕性也極高，

14、 通常滲層質(zhì)量的好壞多以化合物層的厚 度和致密度來衡量。擴(kuò)散層是氮滲入鐵的晶格中形成的固溶體， 它可以提高金屬的疲勞強(qiáng)度， 對(duì)提高普通碳 鋼和低合金鋼的耐磨性和抗蝕性作用不大，但高速鋼、 不銹鋼等高合金鋼的擴(kuò)散層要硬度可以達(dá)到 1000HV 以上，因此有很高的耐磨性。在化合物層最外面往往有一層海綿狀或柱狀多孔區(qū)， 一般稱之為疏松層。 疏松層硬度低， 耐磨性差，通常認(rèn)為它會(huì)影響產(chǎn)品的使用壽命，應(yīng)加以控制。3、滲層形成的影響因素滲層形成的影響因素主要指氮化工序的氮化溫度、 氮化時(shí)間、 氰酸根含量的影響， 基體 材料也對(duì)滲層有較大影響。氮化溫度的影響： 化合物層的深度隨著氮化溫度的升高幾乎成直線增加

15、， 但氮化溫度對(duì) 化合物層的表面硬度影響較小。氮化溫度超過570 C,疏松層會(huì)加重。氮化時(shí)間的影響：化合物層的深度隨著氮化時(shí)間的加長(zhǎng)而增加，氮化時(shí)間增加到3 小時(shí)以后，化合物層增加緩慢，疏松層加重。氰酸根的影響： 氰酸根含量的增加， 會(huì)提高滲速，增加滲層的深度，因此氰酸根含量不 能太低， 但過高的氰酸根含量也會(huì)加劇疏松的形成， 因此氰酸根的含量應(yīng)該控制在一定的范 圍內(nèi)。氧化規(guī)范對(duì)化合物層的深度，硬度和致密度沒有影響。4、基體材料的選擇與預(yù)先熱處理基體材料所含的合金元素不同直接影響到滲層的硬度和深度，通常認(rèn)為合金元素可以提高滲層硬度，而減少滲層深度； 同時(shí)由于基體材料成分的不同，預(yù)先熱處理的硬度

16、不同，抗 回火能力不同，影響到 QPQ 處理以后基體心部的硬度。鋼中的含碳量對(duì)化合物層深度影響不大，對(duì)滲層的表面硬度影響也不大。常見材料在 QPQ 處理前的預(yù)先熱處理大體上有如下幾種情況， 現(xiàn)根據(jù)鋼的含碳量和抗 回火能力的不同，分別加以說明。低碳鋼： 20、20Cr、20CrMo 、 1 8CrMnTi 等低碳鋼、低碳合金鋼一般都不作予先熱處 理，即使先進(jìn)行淬火或正火， QPQ 處理后基體硬度也會(huì)大幅度下降。中高碳鋼： 45 、40Cr 、T12 、GCrl5 等中高碳鋼、中高碳低合金鋼，由于抗回火能力并 不強(qiáng)， QPQ 處理后淬火硬度不能保持， 這類材料如果要求較高的心部強(qiáng)度， QPQ 處理

17、前應(yīng) 該進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。高合金鋼：對(duì)于高速鋼、 Crl2MoV 、 3Cr2W8V 、 5CrMnM0 及 H13 等高合金鋼，由于 具有很高的抗回火能力，所以在 QPQ 處理前可以進(jìn)行予先淬火。 QPQ 處理后，工件基體 仍然保持高硬度。綜上所述，對(duì)要求整體高硬度的工件，如切削工具和某些模具應(yīng)選擇抗回火能力高的 高合金鋼，如高速鋼、高鉻鋼等，并預(yù)先進(jìn)行淬火，QPQ 處理后可以保持基體的高硬度。對(duì)整體強(qiáng)度要求較高的工件，應(yīng)選用中高碳的碳鋼或低合金鋼，并預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)，QPQ 處理后可以保證工件的整體強(qiáng)度。 沒有整體硬度或強(qiáng)度要求的工件可以選擇廉價(jià)的低碳鋼或中 碳鋼，不必進(jìn)行預(yù)先熱處理。常見材料的

18、QPQ 處理規(guī)范，滲層的表面硬度和化合物層深度如表 1。表 1 常用材料的處理規(guī)范及滲層硬度深度四、QPQ 技術(shù)的滲層性能1、極高的耐磨性在試驗(yàn)室進(jìn)行的嚴(yán)格的滑動(dòng)磨損試驗(yàn) （圖 2） 表明， 40Cr 鋼經(jīng) QPQ 處理后，耐磨性可以達(dá)到常規(guī)淬火的 30 倍，低碳鋼滲碳淬火的 14 倍，離子氮化的 28 倍，鍍硬鉻的 2 1 倍。對(duì) 45 鋼進(jìn)行的滾動(dòng)磨損試驗(yàn)取得了與滑動(dòng)磨損試驗(yàn)類似的結(jié)果。圖 2 滑動(dòng)磨損試驗(yàn)比較圖2、極好的抗蝕性（1）露天放置試驗(yàn) 在四川盆地潮濕的條件下， 進(jìn)行了室外露天遮雨放置試驗(yàn)， 這更接近大多數(shù)產(chǎn)品的存放 條件。試驗(yàn)結(jié)果如表 3，45 鋼經(jīng) QPQ 處理后，抗蝕性可以

19、達(dá)到鍍硬鉻的 16 倍， lCrl3 不銹 鋼的 26 倍， 1Crl8Ni9Ti 不銹鋼的 4 5 倍。表 2 露天放置抗蝕性比較試驗(yàn)序號(hào) 試樣種類開始生銹時(shí)間（天）相對(duì)抗蝕性比1QPQ 處理（ 45 鋼） 36412lCrl8Ni9Ti 801 4.53鍍裝飾鉻55 1 6.64鍍硬鉻 231 165lCrl3 141 266發(fā)黑 573（2）鹽霧試驗(yàn)在試驗(yàn)室條件下進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的5 NaCl 水溶液鹽霧試驗(yàn)（圖 3） 表明，經(jīng) QPQ 處理的 45鋼抗鹽霧腐蝕能力為1Crl8Ni9Ti不銹鋼的5 倍，鍍裝飾鉻的35 倍， 1Crl3 不銹鋼的 40 倍，鍍硬鉻的 70 倍，發(fā)黑的 280 倍

20、。圖 3 鹽霧試驗(yàn)抗蝕性比較圖3、良好的耐疲勞性能QPQ 技術(shù)可以使鋼、 鐵材料的疲勞強(qiáng)度提高 20 一 200 。疲勞強(qiáng)度提高幅度的大小受 基體材料的種類、予先處理狀態(tài)、 QPQ 處理的工藝參數(shù)等因素的影響。對(duì)調(diào)質(zhì)狀態(tài)的 45 鋼進(jìn)行的滾動(dòng)彎曲疲勞試驗(yàn)表明， QPQ 處理后疲勞強(qiáng)度提高 40多。4、極微小的變形由于 QPQ 技術(shù)的處理溫度低于鋼的相變溫度，處理過程中基體上不會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變， 因此沒有組織應(yīng)力產(chǎn)生。 所以它比發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的常規(guī)淬火、 高頻淬火、 滲碳淬火所產(chǎn)生的 變形小得多。處理前后工件尺寸形狀變化極小是 QPQ 處理技術(shù)的一大特點(diǎn)， 利用這一特點(diǎn)解決了很 多常規(guī)方法無法解決的

21、變形難題。在正常情況下，處理前后工件尺寸的變化量大約為 0.01mm 左右，通常外徑增大 O.005mm ，內(nèi)孔縮小 O.005mm 。五、QPQ 技術(shù)與相鄰技術(shù)比較1、與鹽浴軟氮化比較首先由于鹽浴軟氮化的鹽浴中含有1 3的氰根，清洗工件的排放水污染環(huán)境 ,這種方法現(xiàn)在已經(jīng)被禁止使用。 QPQ 技術(shù)則不污染環(huán)境，完全符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。其次鹽浴軟氮化鹽浴中的有效成分氰酸根的含量?jī)H為16-28 ， QPQ 技術(shù)滲氮鹽浴中的氰酸根含量高達(dá) 32 38。因此鹽浴中的氮?jiǎng)莞?，滲速更快，滲層的耐磨性 更高。由于 QPQ 技術(shù)比鹽浴氮化增加一道氧化工序，使化合物層鈍化，大大提高抗蝕能力。 同時(shí)在化合物層外

22、面生成抗蝕性很強(qiáng)的的 Fe3O4 氧化膜，因此 QPQ 技術(shù)的抗蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高 于鹽浴軟氮化。2、與氣體軟氮化和離子氮化比較 氣體軟氮化雖然不用氰化物作原料，但反應(yīng)產(chǎn)物中仍然含有劇毒的氰化氫氣體。例如， 由氨氣和吸熱式氣體構(gòu)成的軟氮化氣氛中，氰化氫含量高達(dá)620X10-6，即使在氣體排放口點(diǎn)燃也達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此氣體軟氮化并非無公害。國(guó)外對(duì)鹽浴軟氮化與氣體軟氮化及離子氮化技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的磨損試驗(yàn)，其結(jié)果是鹽浴滲氮的耐磨性最好，最穩(wěn)定，而氣體軟氮化及離子氮化質(zhì)量不穩(wěn)定，耐磨性高低相差很多。 QPQ 技術(shù)不僅耐磨性比氣體軟氮化和離子氮化高，抗蝕性更是氣體軟氮化和離子氮化無法 與之相比的。3、與滲碳和

23、碳氮共滲比較工件滲碳淬火以后得到的表面滲層組織為淬火回火狀態(tài)的含碳馬氏體，有時(shí)含有一定量的 Fe3C 碳化物。 碳氮共滲工件淬火后的表面滲層組織不是單純的馬氏體，其中含有少量的氮，所以耐磨性比滲碳件高。 QPQ 技術(shù)的主體工藝是鹽浴滲氮，鹽浴滲氮的表面層為氮化 物層，含氮的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氮碳共滲，因此 QPQ 技術(shù)的耐磨性比滲碳和碳氮共滲高得多。采用 QPQ 處理代替滲碳和碳氮共滲，除了提高耐磨性以外，常常是為了減少工件的變 形，當(dāng)然，有時(shí)也為了提高工件的抗蝕性。4、與高頻淬火和整體淬火比較由于 QPQ 技術(shù)的工藝溫度低，在鋼的相變點(diǎn)以下，因此與高頻淬火和整體淬火相比， 工件的變形小得多。 高頻

24、淬火和整體淬火件改用此技術(shù)， 除了提高耐磨性外， 大都為了解決 淬火變形問題。QPQ 技術(shù)代替整體淬火的前提條件是處理后工件的整體強(qiáng)度能夠達(dá)到技術(shù)要求，必要 時(shí)工件可以予先進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)。對(duì)尺寸小于 5mm 的薄件、小件 QPQ 處理后整體強(qiáng)度有 較大幅度的提高，可以考慮不必進(jìn)行預(yù)先熱處理。5、與電鍍抗蝕技術(shù)比較即使碳鋼經(jīng) QPQ 處理以后，也具有極高的抗蝕性。 QPQ 處理后的抗蝕性與銅鎳鉻三 層復(fù)合鍍處于同一水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鍍硬鉻，鍍裝飾鉻，鍍鎳。同時(shí)應(yīng)指出，除鍍硬鉻以外，一般的電鍍防護(hù)層不具備高的耐磨性，而QPQ 技術(shù)賦予金屬的耐磨性比普通的硬化技術(shù)還高。常規(guī)的鍍鉻技術(shù)存在著嚴(yán)重的環(huán)境污染

25、問題,其六價(jià)鉻離子的公害問題比氰化物的危害還大，并且難以消除。另外，與電鍍技術(shù)相比， QPQ 技術(shù)成本低廉，它的投資成本和能源成本均不到鍍硬鉻 的一半。它的處理成本只有鍍硬鉻的 60多，低于 Cu-Ni-Cr 三層復(fù)合鍍，可以說這是一種 物美價(jià)廉的抗蝕新技術(shù)。六、QPQ 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用QPQ 技術(shù)適用于各種鋼鐵材料，包括純鐵、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹耐熱鋼、鑄鐵及鐵 基粉末冶金件。 可以代替軟氮化、離子氮化等表面強(qiáng)化工藝， 大量代替高頻淬火、 滲碳淬火 等硬化工藝，大大提高金屬表面的耐磨性?？梢源姘l(fā)黑、鍍硬鉻、鍍裝飾鉻、鍍鎳等表面 防腐技術(shù)，大大提高金屬表面的抗蝕性，降低生產(chǎn)成本。1、汽車、摩托

26、車零件的應(yīng)用汽車、摩托車是應(yīng)用 QPQ 技術(shù)最多的行業(yè)。在國(guó)外汽車的曲軸、凸輪軸、氣簧、扭轉(zhuǎn) 盤等汽車零件的年處理量由數(shù)百萬件到數(shù)千萬件，而氣門的處理量竟達(dá)3 45 億件。本所開發(fā)的 QPQ 技術(shù)已向四川、江蘇、云南等幾家專門生產(chǎn)曲軸的工廠進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn) 讓，并已大量投入生產(chǎn)多年，生產(chǎn)了多種類型曲軸，其中包括五十鈴曲軸等國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品。QPQ 技術(shù)已在專業(yè)氣門廠大量用于進(jìn)氣門和排氣門的生產(chǎn)，十多年來生產(chǎn)的 QPQ 處 理氣門已在國(guó)內(nèi)多家汽車廠大量裝機(jī)使用。近年來 QPQ 技術(shù)在汽車活塞環(huán)上得到了很好的應(yīng)用， 已有多家活塞環(huán)廠用該技術(shù)大量 處理活塞環(huán)， 其中包括江蘇等中外合資活塞環(huán)生產(chǎn)廠。 不僅有普

27、通材料的活塞環(huán)， 還有要求 滲層較深的不銹鋼活塞環(huán)。QPQ 技術(shù)用于處理汽車的氣彈簧活塞桿也取得了很好的效果。北京、天津、江蘇、廣 西等地已有多家氣彈簧活塞桿廠應(yīng)用了 QPQ 技術(shù)，其中包括中美合資廠，使用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu) 于鍍硬鉻的活塞桿。重慶一家生產(chǎn)摩托車的工廠采用 QPQ 技術(shù)對(duì)摩托車連桿的機(jī)械加工工藝進(jìn)行了較大的 改革， 連桿的內(nèi)孔加工以鏜帶磨，大大節(jié)約了加工工時(shí)， 降低了生產(chǎn)成本。 生產(chǎn)的大量摩托 車連桿，供應(yīng)全國(guó)多家摩托車廠使用?，F(xiàn)在又有幾家摩托車連桿的生產(chǎn)廠 準(zhǔn)備采用這項(xiàng)技術(shù)。某中美合資專業(yè)摩托車齒輪生產(chǎn)廠自 1992 年采用 QPQ 技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)以來，產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定提高，齒輪的耐磨

28、性大幅度提高，嚙合噪音大大減少， ，已經(jīng)向全國(guó) 5 家摩托車廠大 量供應(yīng) QPQ 處理的摩托車齒輪。2、紡織機(jī)械零件 山西某紡織機(jī)械廠從德國(guó)引進(jìn)一種新型的尼龍紡織機(jī)械 彈力絲機(jī)，其中有一關(guān)鍵件為細(xì)長(zhǎng)薄壁的熱軌，長(zhǎng) 3.25m ；壁厚僅 2mm ，由 0Crl8Nil2Mo2Ti 奧氏體不銹鋼制成。我所 為該廠專門設(shè)計(jì)制造了坩堝直徑 700mm ，深 3.5m 的大型成套設(shè)備，用這套 大型設(shè)備進(jìn)行處理的熱軌完全達(dá)到了德國(guó)熱軌的技術(shù)要求，產(chǎn)品外觀均勻一致，美觀 漂亮，已投產(chǎn)十多年。江蘇某紡織機(jī)械廠和山西某機(jī)械廠先后從日本引進(jìn)絡(luò)筒機(jī)。 國(guó)內(nèi)有的紡織機(jī)械廠采用發(fā) 黑處理絡(luò)筒機(jī)零件，一周內(nèi)就開始生銹，抗

29、蝕性與進(jìn)口件相差甚遠(yuǎn)。這兩家廠采用了 QPQ 技術(shù)以后，絡(luò)筒機(jī)零件的抗蝕性完全達(dá)到了日本引進(jìn)的絡(luò)筒機(jī)零件的抗蝕 性能水平。江西某廠從瑞士引進(jìn)了整套梳棉機(jī)， 其中大量零件要求高的耐磨性和高的抗蝕性。 該廠 采用了本所的 QPQ 技術(shù)對(duì)多種材料進(jìn)行了處理，經(jīng)送瑞士檢查，無論是滲層的硬度，還是 滲層的深度以及性能方面均達(dá)到或超過了國(guó)外產(chǎn)品的水平，并投人大量生產(chǎn)。此外還有羅拉，定子，鋼令圈等很多紡織機(jī)械零件采用 QPQ 處理，都得到了很好的效 果。3、機(jī)床零件的應(yīng)用QPQ 技術(shù)在機(jī)床行業(yè)有廣泛的用途，其中包括機(jī)床絲杠、導(dǎo)軌、軸類零件、摩擦片和 機(jī)床電器鐵心等。QPQ 技摩擦片采用滲碳法制造廢品率高達(dá)

30、20 ，而且制造工序繁多。大連某廠采用術(shù)制造摩擦片，大量生產(chǎn)后廢品率下降到零，而且處理后不用磨削。上海某廠從德國(guó)引進(jìn)的機(jī)床電器新產(chǎn)品，其鐵心為純鐵制造，要求防銹能力極高,該廠曾試驗(yàn)了多種表面防腐方法，均不能使鐵心的防銹能力達(dá)到德國(guó)的技術(shù)要求。采用了 QPQ 技術(shù)大量生產(chǎn)后電器鐵心的防銹能力完全達(dá)到了德國(guó)鐵心所要求的抗蝕指 標(biāo)。4、模具的應(yīng)用QPQ 技術(shù)廣泛適用于各類模具，用于提高已熱處理模具的使用壽命或直接代替模 湖北某汽車廠用于熱擠壓耐熱鋼制的進(jìn)氣門和排氣門的模具， 由 3Cr2W8V 鋼制造， 一 副模具只擠壓 900 件氣門毛坯，就因產(chǎn)生龜裂而不能再用， QPQ 處理后可以擠壓 2700

31、 件 氣門毛坯，使用壽命相當(dāng)于處理前的 3 倍。國(guó)內(nèi)許多廠家利用 QPQ 技術(shù)處理鋁合金壓鑄模， 處理后壓鑄模的壽命一般都提高 2 倍 以上。國(guó)外有報(bào)道，用高速鋼作壓鑄模，經(jīng) QPQ 處理后可提高壽命 10 倍以上。成都某廠用于制造歌舞廳用的多棱形裝飾小燈泡時(shí)，原模具采用 4Cr13 不銹鋼淬火后 再拋光的工藝，改為 40Cr 鋼進(jìn)行 QPQ 處理以后，模具的壽命由 2 3 天延長(zhǎng)到 7 天左右， 并大大降低了模具的生產(chǎn)成本。成都某廠生產(chǎn)的汽車橡膠油封圈模具，原采用 45 鋼淬火，不能保證模具的尺寸精度和內(nèi)孔花紋的光潔度，壓制不出合格的橡膠油封圈。后來采用 45 鋼先調(diào)質(zhì)，手工刻好所有花 紋，

32、再進(jìn)行 QPQ 處理。這樣生產(chǎn)的橡膠油封圈尺寸精度和內(nèi)孔光潔度均達(dá)到技術(shù)要求，并且不再產(chǎn)生粘?，F(xiàn)象，模具壽命長(zhǎng)，達(dá)到了日本進(jìn)口的水平，已連續(xù)生產(chǎn) 5、刀具的應(yīng)用 已有江蘇， 青海， 陜西等地多家專業(yè)工具廠用該技術(shù)處理高速鋼鉆頭， 普遍提高 2 4 倍，而且鉆頭壽命的分散度 （最高鉆孔數(shù)與最低鉆孔數(shù)之比 處理前鉆頭壽命的分散度有多大，處理后鉆頭壽命分散度均降到10 多年。2 左右。鉆頭的使用壽命）大大降低。不管這說明 QPQ 技術(shù)20不僅可以大大提高鉆頭的壽命，而且對(duì)提高鉆頭質(zhì)量的穩(wěn)定性有非常好的作用。除專業(yè)工具廠外，還有一些飛機(jī)制造廠、重型機(jī)器廠、機(jī)車廠、以及各種機(jī)器制造廠2 3 倍，銑刀壽用

33、這項(xiàng)技術(shù)處理各種自用刀具都取得了很好的效果。鉆頭的壽命普遍提高 命提高 12 倍，鉸刀壽命提高 2 倍以上，齒輪滾刀壽命提高 1 2 倍，拉刀壽命提高 4 倍。6、開關(guān)零件的應(yīng)用開關(guān)零件是近幾年來采用 QPQ 技術(shù)較多的行業(yè)，在江蘇，浙江等地已有 5 家開關(guān)廠大 量用于生產(chǎn)。多數(shù)廠用于低壓開關(guān)，最近也有的廠家用于處理中高壓開關(guān)。空氣開關(guān)等低壓開關(guān)中的很多沖壓零件經(jīng) QPQ 處理后表面的耐磨性大幅度提高， 因而 開關(guān)的壽命也成倍提高。 同時(shí)零件的抗蝕性也大幅度提高， 因而也大大延緩了開關(guān)零件的生 繡時(shí)間。有的開關(guān)廠用 QPQ 技術(shù)來代替鍍鋅，也取得了很好的效果。7、齒輪、蝸桿的應(yīng)用 成都某廠的建

34、筑用內(nèi)齒圈，直徑達(dá) 200mm ，滲碳淬火后變形大，廢品率相當(dāng)高。該廠 從采用了 QPQ 技術(shù)以后，生產(chǎn)的成萬件內(nèi)齒圈沒有一件因變形超差而報(bào)廢，而且用戶普遍 反映這種齒圈嚙合噪音小。陜西某廠生產(chǎn)的汽車變速器內(nèi)的 1、 2 擋同步器齒輪，原來熱處理變形超差嚴(yán)重，采 用 QPQ 處理后，齒輪變形很小，均在合格范圍之內(nèi)。以后又進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，齒輪的各項(xiàng) 性能指標(biāo)均符合技術(shù)要求。100 150mm ，長(zhǎng)度為 1 1.5m ，用退火狀態(tài)的原QPQ 處理。已有兩家廠采用該技術(shù)連續(xù) 4 5 年成都某廠生產(chǎn)的大型蝸桿，直徑為 材料或調(diào)質(zhì)材料進(jìn)行機(jī)械加工，加工后作 生產(chǎn)了大量蝸桿，滿足了生產(chǎn)要求。8、易變形件的

35、應(yīng)用微變形是 QPQ 技術(shù)的一大優(yōu)越性，很多用常規(guī)方法難以解決的硬化變形問題，采用這 種技術(shù)迎刃而解。采用這項(xiàng)技術(shù)解決變形問題前面已經(jīng)介紹了彈力絲機(jī)熱軌、機(jī)床摩擦片、 汽車的內(nèi)齒圈等零件，下面是另一些實(shí)例。(1) 印刷線路板的層壓夾具成都某無線電廠從國(guó)外引進(jìn)的印刷線路板熱沖設(shè)備， 其中要求高抗蝕、 高耐磨的層壓夾 具只有極少量備件， 急需國(guó)產(chǎn)化。該層壓夾具為500X460X 1.5mm的2Crl3不銹鋼薄板，硬 化后的不平度要求v 0.5mm，試驗(yàn)了多種冷熱機(jī)械加工方法，變形均達(dá)不到要求。采用QPQ技術(shù)則一次試驗(yàn)成功，表面硬度達(dá)到60HRC以上(原要求40HRC)，抗蝕性提高 10 倍以上，變

36、形不平度可以控制在 0.5mm 以內(nèi)。層壓夾具的性能完全達(dá)到了國(guó)外 樣品的水平。(2) 煙機(jī)零件 國(guó)內(nèi)幾家煙廠從國(guó)外引進(jìn)的成套卷煙機(jī)上有一細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)軌件，尺寸為1370X 30X3.5mm,上面有 42 個(gè)定位孔，每個(gè)孔距都有嚴(yán)格的公差要求，而且上下兩個(gè)導(dǎo)軌的42 個(gè)孔要配對(duì)裝配。國(guó)外采用電鍍金剛石或氣相沉積 Fe304 的方法制造， 國(guó)內(nèi)尚不可能用這兩種技術(shù)處理 這樣長(zhǎng)的工件。湖南某廠采用我所的 QPQ 技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)改進(jìn)，保證了導(dǎo)軌的孔 距公差， 兩片對(duì)裝也完全合格， 耐磨性也滿足了生產(chǎn)要求。 后來又有幾家煙廠也采用了這項(xiàng) 技術(shù)處理煙機(jī)導(dǎo)軌，都取得了很好的效果。(3) 收割器刀片稻麥?zhǔn)?/p>

37、割器刀片要求高耐磨性、較好的韌性和彈性。這種刀片通常由0.75mm 厚的65Mn 鋼板制造，上面布滿凸凹不平的鋸齒，如用常規(guī)的熱處理進(jìn)行淬火，產(chǎn)生的彎曲變形 無法壓平校正。收割器刀片采用 QPQ 技術(shù)進(jìn)行處理，幾乎不變形，因此處理后不必校正。而且刀片有 極高的耐磨性，良好的韌性和彈性。取得了良好的使用效果9、尚待開發(fā)的用途QPQ 技術(shù)雖然在很多行業(yè)、 很多產(chǎn)上得到了應(yīng)用， 但這只占可能用途的很小的一部分， 還有很多領(lǐng)域基本上是空白或很少應(yīng)用，舉例如下。(1 )代替鍍鉻、鍍鎳試驗(yàn)說明普通碳鋼經(jīng)處理后其抗蝕性比鍍鉻高 10 倍以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鍍鎳，達(dá)到銅一鎳 一鉻復(fù)合鍍的水平。 目前只在代替鍍硬鉻方

38、面有一些應(yīng)用，在代替鍍裝飾鉻，鍍鎳，銅一鎳 一鉻復(fù)合鍍方面幾乎沒有應(yīng)用。今后應(yīng)該使盡可能多的鍍鉻件采用QPQ 技術(shù)來代替，以便大幅度提高產(chǎn)品的抗蝕性、 耐磨性、 盡量減少由鍍鉻引起的六價(jià)鉻的公害問題。 用它來代替 鍍鎳則可以大大降低成本，提高抗蝕性。(2) 代替某些不銹鋼根據(jù)鹽霧試驗(yàn)和露天放置試驗(yàn)， 45 鋼經(jīng) QPQ 處理后其抗蝕性可以達(dá)到 1Cr13 不銹鋼 的 20-_40 倍， 1Crl8N9Ti 不銹鋼的 45 倍，同時(shí)對(duì)鹽、堿和弱酸也有很好的抗蝕性。這說 明屠碳鋼經(jīng) QPQ 處理不僅可以代替不銹鋼， 而且抗蝕性可以大大提看， 也將大大降低成本。 這種代替不銹鋼的用途在化工、化肥、輕

39、工等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。用低碳鋼QPQ 處理代替 1Crl8Ni9Ti 不銹鋼作濃堿電解槽，已經(jīng)取得了很好的效果，大大降低了生產(chǎn)成本。(3) 代替某些硬質(zhì)合金如將淬火的高速鋼進(jìn)行 QPQ處理，其表面硬度可達(dá) 1500HV(相當(dāng)于91HPA)。這已達(dá) 到了硬質(zhì)合金的硬度，表面具有極高的耐磨性。有很多耐磨件， 表面要求極高的耐磨性時(shí)， 常常用硬質(zhì)合金來制造。 如果采用淬火高速 鋼經(jīng) QPQ 處理來代替硬質(zhì)合金將會(huì)大大降低制造成本， 特別是在制造重量較大的模具或耐 磨件時(shí)，節(jié)約的費(fèi)用非?？捎^。(4) 代替銅作某些耐磨件 對(duì)蝸輪、蝸桿、軸承、軸瓦等特殊耐屠件由于性能方面的特殊要求，常常用銅來制造，

40、 價(jià)格極其昂貴。試驗(yàn)表明，如將 45 鋼與青銅制造的一對(duì)摩擦副改成 45 鋼與白口鑄鐵制造， 并實(shí)行 QPQ 處理，則其耐磨性可以成 10 倍的提高，并大大降低生產(chǎn)成我們已經(jīng)成功地用中碳鋼作 QPQ 處理來代替青鎘來制造某些蝸輪、蝸桿，使用效果也 很好。軸承、軸瓦及其它很多銅制耐磨件都可以試驗(yàn)以碳鋼作 QPQ 處理來代替。這樣不僅 大大降低成本，還可以提高耐磨性。汽車零件表面強(qiáng)化新技術(shù) QPQ 鹽浴復(fù)合處理在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用QPQ 鹽浴復(fù)合處理是最新金屬鹽浴表面強(qiáng)化技術(shù)，可以顯著提高金屬表面的耐磨、耐 疲勞和抗蝕性能。 該技術(shù)的核心 無公害的鹽浴配方， 由德國(guó)底稿沙公司獨(dú)家壟斷、 且極為 保密。世

41、界各國(guó)都從該公司引進(jìn)技術(shù)。該技術(shù)在國(guó)外的汽車、機(jī)車、工程機(jī)械、機(jī)床、儀表、照相機(jī)、齒輪、工模具等行業(yè)廣 泛應(yīng)用。汽車行業(yè)應(yīng)用最多。占總用量的 60 。日本每年有 6 萬噸零件采用這項(xiàng)技術(shù)。凡乎日本所有汽車廠都采用了這項(xiàng)技術(shù)、有的 廠原已擁有氣體氮化等表面強(qiáng)化設(shè)備、 仍然引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)。 例如本團(tuán)公司有五座大型自動(dòng) 化的 QPQ 鹽浴復(fù)合處理設(shè)備分設(shè)于國(guó)內(nèi)外的工廠。 本田公司有 150 多種汽車、 摩托車零件 采用這項(xiàng)新技術(shù)。豐田公司、日產(chǎn)公司每月有 100 噸汽車零件采用此工藝處理。美國(guó)用該項(xiàng)技術(shù)替代汽車進(jìn)氣門、排氣門的鍍硬鉻工藝取得了成功。 40Mn 鋼進(jìn)氣門、 21 2N 鋼排氣門與硬質(zhì)合

42、金輪加壓對(duì)滾實(shí)驗(yàn)、氣門失重情況的測(cè)量結(jié)果，可見QPQ 鹽浴復(fù)合處理氣門的耐磨性比鍍硬鉻氣門大約搞 1 倍，并可以避免6 價(jià)鉻的公害。國(guó)內(nèi)東風(fēng)汽車公司從美國(guó)引進(jìn)的 10t 柴油車康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門、 排氣門已采用了這 種工藝、 其產(chǎn)品具有黑色外觀、 其工藝文件上還注明了工藝方法和滲層技術(shù)要求、 國(guó)外汽車 曲軸， 從轎車、 輕型車到重型車大都采用了這項(xiàng)技術(shù)。日本輕型車曲軸的滲層要求：化合物 層13ym,表面硬度 > 500HV0.1 。德國(guó)對(duì)重型車曲軸的滲層要求：化合物層> 12m,表面硬 > 300HV10。上海桑塔納轎車的合金鑄鐵凸輪軸采用德國(guó)成套技術(shù)， 也是采用 QPQ

43、鹽浴復(fù)合處理技 術(shù)，化合物層約為 10m，表面硬度 600HV0.1.奧地利斯太爾公司采用這項(xiàng)技術(shù)處理重型貨車驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速器內(nèi)齒輪。 國(guó)外用這項(xiàng)技術(shù)處理的汽車零件還有離合器摩擦片、 剎車控制系統(tǒng)的模數(shù)飛輪、 保險(xiǎn)框、 軸套、擋風(fēng)玻璃搖臂、氣簧活塞、懸掛支桿活塞、風(fēng)扇電機(jī)軸、座椅滑軌、垂直驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)齒 輪及螺旋齒輪等各種耐磨、抗蝕件。根據(jù)英國(guó)華孚申熱處理中心辦的雜志 1998 年的一篇文章介紹， 該技術(shù)應(yīng)用成功的實(shí)例 很多，其中幾種典型零件在世界范圍內(nèi)的年處理量為曲軸：230 萬件；凸輪軸： 575 萬件；氣簧： 6900 萬件 ;氣門： 34500 萬件；離合器摩擦片： 75 萬件。國(guó)內(nèi)山東濰

44、坊柴油機(jī)廠、 杭州汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠等從德國(guó)迪高沙公司引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，用于汽車曲軸等零件。為了打破德國(guó)迪高沙公司對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)際獨(dú)家壟斷局面，成都工具研究所組織了專門課題組， 經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開發(fā)了成分獨(dú)特的鹽浴配方， 其產(chǎn)品滲層性能完全達(dá)到迪高沙公 司水平，而氮化鹽浴中的氮根含量?jī)H為其1 10，因而在無公害方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。序號(hào) 材料 處理方法 硬度 磨損值（ mg ）比 相對(duì)磨損1400 rQPQ 處理70HVO.22 1245 QPQ 處理650HV O.361.6340Cr鍍硬鉻 813HVO.462.1440Cr離子氮化70HRCO.62 2.8520滲碳淬火63.5HRC3.1214

45、640Cr高頻淬火 61HRC 5.1823.77 40Cr 常規(guī)淬火 58HRC 6.46 29.4由表 1 可見， 40Cr 鋼 QPQ 鹽浴復(fù)合處理后耐磨性為鍍硬鉻的 2.1 倍、離子氮化的 2.8 倍、滲碳淬火的 14 倍、 40Cr 鋼高頻淬火的 23.7 倍。在PQ1-6型常溫彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。試樣尺寸 $ 7.5mm,轉(zhuǎn)速300 r / mi n , 應(yīng)力比 R=-1 。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知， QPQ 鹽浴復(fù)合處理使調(diào)質(zhì)的 45 鋼疲勞極限由 405MPa 提 高到 570Mpa ,疲勞極限提高 40。標(biāo)準(zhǔn)鹽霧試驗(yàn)結(jié)果表明, 45 鋼經(jīng) QPQ 鹽浴復(fù)合后的抗蝕性比 1crl8

46、Ni9Ti 不銹鋼高 5 倍、比 1Crl3 不銹鋼高 40 倍。比鍍裝飾鉻高 35 倍。比發(fā)黑高 140 倍。目前,已有 200 多家工廠使用這項(xiàng)技術(shù)處理產(chǎn)品。汽車上應(yīng)用比較成功的是發(fā)動(dòng)機(jī)中 幾個(gè)關(guān)鍵件,如曲軸 ,進(jìn)排氣門 ,凸輪軸等。曲軸：對(duì)45鋼調(diào)質(zhì)曲軸進(jìn)行 QPQ鹽浴復(fù)合處理，化合物層大于1 5卩m五十鈴曲軸 13 卩m）表面硬度達(dá)到 600HV0.1以上（五十鈴曲軸 500HV0.1），超過了日本五十鈴曲軸的技 術(shù)要求。 幾年來處理過的多批曲軸, 其中有鑄鐵曲軸和日本毛坯加工的曲軸, 用戶反映良好。 該技術(shù)已向四川省內(nèi)燃機(jī)配件總廠進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓,用于汽車曲軸的生產(chǎn)。進(jìn)、排氣門：主要是

47、 4Cr9Si2 鋼制進(jìn)氣門和 5Cr21Mn9Ni4N 制排氣門,在克服了不銹 鋼表面鈍化膜阻礙氮化等技術(shù)困難以后, 滲層深度、 表面硬度都達(dá)到了技術(shù)要求。 該技術(shù)已 向湖北氣門廠進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓, 該廠生產(chǎn)的氣門已大量用于重慶長(zhǎng)安等車型, 并擬代替二汽 從美國(guó)引進(jìn)的康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)氣門。凸輪軸： 該技術(shù)用于上海桑塔納轎車合金鑄鐵凸輪軸、 滲層深度、 表面硬度超過了圖紙 要求,外觀和防銹性能更好。重慶四沅凸輪軸廠的 45 鋼凸輪軸,已進(jìn)行了多批實(shí)驗(yàn),滲層 指標(biāo)均達(dá)到要求, 臺(tái)架實(shí)驗(yàn)初步表明, 在耐磨性方面遠(yuǎn)勝于常規(guī)熱處理方法, 該廠準(zhǔn)備完成 臺(tái)架試驗(yàn)后,即正式采用這項(xiàng)新技術(shù)。工模具、 量卡具： 二

48、汽等汽車廠采用該項(xiàng)技術(shù)先后多批量處理汽車用工模具卡具,一般刀具提高壽命 1.3 倍、拉刀提高壽命 4倍、氣門擠壓模壽命提高 3倍、化油器鋁合金壓鑄模 提高壽命 2 倍。同時(shí),在量具、卡規(guī)等方面也很適用。5. 微弧氧化微弧氧化適用于鋁, 鈦,鎂等閥金屬,是在電解液中進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)機(jī)理至今仍有 爭(zhēng)議。處理后,表面形成陶瓷層,具有耐磨耐蝕等性能6. 淬火首先,奧氏體,是碳溶解在貝塔 -Fe 中所形成的間隙固溶體,奧氏體在達(dá)到臨界溫度以上時(shí) 才能形成,由于貝塔 -Fe 晶格間的間隙較大,所以奧氏體的溶碳能力更強(qiáng),所以在進(jìn)行熱處 理時(shí)的鋼鐵材料必須要達(dá)到臨界溫度以上, 獲得奧氏體后, 才有可能在

49、以后的冷卻過程中使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕鹣嘟M織。奧氏體化溫度和時(shí)間顧名思義就是達(dá)到奧氏體所需要的條件了。由于奧氏體在不同的冷卻速度和時(shí)間的影響下會(huì)獲得不同的金相組織， 如：珠光體， 貝氏體， 萊氏體，索氏體，馬氏體等，各種組織的機(jī)構(gòu)和性能是不同的，所以我們?cè)谛枰@得某種氏 體時(shí)就要采取不同的冷卻速度， 而要避開其他組織的轉(zhuǎn)變溫度， 所以就要對(duì)冷卻介質(zhì)的溫度 進(jìn)行控制，讓奧氏體在這個(gè)溫度中進(jìn)行充分的轉(zhuǎn)變，這種工藝叫做等溫淬火。通常等溫淬火的目的是要獲得貝氏體，所以這種工藝也被稱為貝氏體等溫淬火。 熱處理中高頻淬火、中頻淬火、低頻淬火的區(qū)別頻率有區(qū)別，高頻 250-300kHz, 中頻是 2500-

50、8000Hz ，你說的低頻應(yīng)該是工頻吧，因?yàn)橹?有工頻淬火，工頻就是 50Hz, 頻率越高的話，加熱時(shí)間越短，也就意味著效率比較高，但淬 硬層就薄。高頻一般有 0.5到2毫米,中頻一般有 2到10 毫米,工頻大概 10到15毫米.各適 用與不同尺寸的和不同淬硬層的工件 真空淬火油和普通淬火油的區(qū)別真空淬火油基礎(chǔ)油飽和蒸氣壓低， 一般淬火油沒有要求。 同時(shí)真空淬火油看氧化性， 冷卻性 能均要求高。建議真空爐選用真空淬火油。介質(zhì)油淬火后為何難鍍鋅淬火時(shí)如果介質(zhì)是水， 鍍鋅容易上鋅； 但是客戶要求淬火時(shí)如果介質(zhì)是介質(zhì)油， 但是這樣鍍 鋅就難上鋅，望有哪位高手指點(diǎn)迷津。鍍鋅時(shí)， 都要對(duì)金屬表面進(jìn)行除污

51、處理， 尤其是用油作為熱處理的冷卻介質(zhì)。 用水作為冷卻 介質(zhì)時(shí)，高溫已經(jīng)將油污燒掉了，所以在鍍鋅時(shí)就容易掛上鋅，而用油作為冷卻介質(zhì)時(shí)，油 污會(huì)粘在零件的表面， 如果不除去的話， 就會(huì)鍍不上鋅的。 所以，要在鍍鋅前用堿或者酸 （強(qiáng) 酸）對(duì)零件的表面進(jìn)行清洗。7. 去氫處理去氫處理， 也稱除氫處理，一般對(duì)鋼鐵而言， 不過有時(shí)鈦也可處理，還需要根據(jù)材料的熱處 理狀態(tài)來規(guī)定去氫規(guī)范， 一般對(duì)電鍍前后必須進(jìn)行工序， 特別是對(duì)高強(qiáng)度高硬度的零件在電 鍍工藝中。氫脆的原理與預(yù)防在任何電鍍?nèi)芤褐?,由于水分子的離解 ,總或多或少地存在一定數(shù)量的氫離子。 因此 ,電鍍 過程中 ,在陰極析出金屬 （主反應(yīng) ）的同

52、時(shí) ,伴有氫氣的析出 （副反應(yīng) ）。析氫的影響是多方面的 , 其中最主要的是氫脆。氫脆是表面處理中最嚴(yán)重的質(zhì)量隱患之一,析氫嚴(yán)重的零件在使用過程中就可能斷裂 ,造成嚴(yán)重的事故。表面處理技術(shù)人員必須掌握避免和消除氫脆的技術(shù),氫脆的影響降低到最低限度。一、氫脆1 氫脆現(xiàn)象 氫脆通常表現(xiàn)為應(yīng)力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象。曾經(jīng)出現(xiàn)過汽車彈簧、墊圈、螺釘、片簧等鍍鋅件，在裝配之后數(shù)小時(shí)內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂，斷裂比例達(dá)40%50%。某特種產(chǎn)品鍍鎘件在使用過程中曾出現(xiàn)過批量裂紋斷裂,曾組織過全國(guó)性攻關(guān) ,制訂嚴(yán)格的去氫工藝。 另外 ,有一些氫脆并不表現(xiàn)為延遲斷裂現(xiàn)象 ，例如 :電鍍掛具 （鋼絲、銅絲 ）由于經(jīng)多次電鍍和

53、酸洗退鍍 ，滲 氫較嚴(yán)重 ，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)一折便發(fā)生脆斷的現(xiàn)象;獵槍精鍛用的芯棒 ，經(jīng)多次鍍鉻之后 ，墮地?cái)嗔?;有的淬火零件 （內(nèi)應(yīng)力大 ）在酸洗時(shí)便產(chǎn)生裂紋。這些零件滲氫嚴(yán)重，無需外加應(yīng)力就 產(chǎn)生裂紋 ,再也無法用去氫來恢復(fù)原有的韌性。2 氫脆機(jī)理延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應(yīng)力集中的部位擴(kuò)散聚集,應(yīng)力集中部位的金屬缺陷多 （原子點(diǎn)陣錯(cuò)位、空穴等 ）。氫擴(kuò)散到這些缺陷處 ,氫原子變成氫分子 ,產(chǎn)生巨大的 壓力 ,這個(gè)壓力與材料內(nèi)部的殘留應(yīng)力及材料受的外加應(yīng)力,組成一個(gè)合力 , 當(dāng)這合力超過材料的屈服強(qiáng)度 , 就會(huì)導(dǎo)致斷裂發(fā)生。 氫脆既然與氫原子的擴(kuò)散有關(guān) ,擴(kuò)散是需要時(shí)間的 ,

54、擴(kuò)散的 速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關(guān)。因此,氫脆通常表現(xiàn)為延遲斷裂。氫原子具有最小的原子半徑 ,容易在鋼、銅等金屬中擴(kuò)散 ,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫 的擴(kuò)散比較困難。鍍鎘層是最難擴(kuò)散的 ,鍍鎘時(shí)產(chǎn)生的氫 ,最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬 表層 ,很難向外擴(kuò)散 ,去氫特別困難。經(jīng)過一段時(shí)間后,氫擴(kuò)散到金屬內(nèi)部 ,特別是進(jìn)入金屬內(nèi)部缺陷處的氫 , 就很難擴(kuò)散出來。常溫下氫的擴(kuò)散速度相當(dāng)緩慢,所以需要即時(shí)加熱去氫。溫度升高 ,增加氫在鋼中的溶解度 ,過高的溫度會(huì)降低材料的硬度 , 所以鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫 的溫度選擇 ,必須考慮不致于降低材料硬度,不得處于某些鋼材的脆性回火溫度, 不破壞鍍層

55、本身的性能。二、避免和消除的措施1 減少金屬中滲氫的數(shù)量在除銹和氧化皮時(shí) ,盡量采用吹砂除銹 ,若采用酸洗 ,需在酸洗液中添加若丁等緩蝕劑; 在除油時(shí) ,采用化學(xué)除油、清洗劑或溶劑除油,滲氫量較少 , 若采用電化學(xué)除油 ,先陰極后陽極 ;在電鍍時(shí) ,堿性鍍液或高電流效率的鍍液滲氫量較少。2 采用低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度的鍍涂層一般認(rèn)為,在電鍍Cf、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb時(shí),滲入鋼件的氫容易殘留下來 ,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金屬鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度,滲氫較少。在滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求的情況下 ,可采用不會(huì)造成滲氫的涂層 ,如機(jī)械鍍鋅可以 ,不會(huì)發(fā)生 氫脆，耐蝕性高，附著

56、力好，厚5100m，成本低。3 鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以消除氫脆隱患若零件經(jīng)淬火、 焊接等工序后內(nèi)部殘留應(yīng)力較大,鍍前應(yīng)進(jìn)行回火處理 ,減少發(fā)生嚴(yán)重滲氫的隱患。對(duì)電鍍過程中滲氫較多的零件原則上應(yīng)盡快去氫,因?yàn)殄儗又械臍浜捅韺踊w金屬中的氫在向鋼基體內(nèi)部擴(kuò)散 ,其數(shù)量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定"最好在鍍后 1h內(nèi),但不遲于3 h，進(jìn)行去氫處理”。國(guó)內(nèi)也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電鍍鋅前、后的去氫處理作了規(guī) 定。電鍍后去氫處理工藝廣泛采用加熱烘烤，常用的烘烤溫度為150300° C保溫224 ho具體的處理溫度和時(shí)間應(yīng)根據(jù)零件大小、 強(qiáng)度、 鍍層性質(zhì)和電鍍時(shí)間的長(zhǎng)短而定。 去

57、氫處理 常在烘箱內(nèi)進(jìn)行。鍍鋅零件的去氫處理溫度為110220° C ,溫度控制的高低應(yīng)根據(jù)基體材料而定。對(duì)于彈性材料、0.5 mm以下的薄壁件及機(jī)械強(qiáng)度要求較高的鋼鐵零件，鍍鋅后必須進(jìn)行去氫處理。為了防止 "鎘脆"，鍍鎘零件的去氫處理溫度不能太高，通常為 180200°C。三、應(yīng)注意的問題材料強(qiáng)度越大 ，其氫脆敏感性也越大 ，這是表面處理技術(shù)人員在編制電鍍工藝規(guī)范時(shí)必須明確的基本概念。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求抗拉強(qiáng)度crb >105 kg /mm 2的鋼材，要進(jìn)行相應(yīng)的鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫處理。法國(guó)航空工業(yè)對(duì)屈服強(qiáng)度ds >90 kg / mm 2的鋼件就要求作相應(yīng)去氫處理。由于鋼材強(qiáng)度與硬度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此 ，用材料硬度來判斷材