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零件表面進行清理的一種方法。工廠里也叫吹 砂，不僅去銹，還可以順帶除油，對涂裝來說非常有用。常用于零件表面除銹；對零件表面 修飾（市場賣的小型的濕式噴砂機就是這個用途，砂粒通常是剛玉，介質(zhì)是水）；在鋼結構 中，應用高強螺栓進行聯(lián)接是一種比較先進的方法， 由于高強聯(lián)接是利用結合面之間的摩擦 來傳力的，所以對結合表面的質(zhì)量要求很高，這時必須用噴砂對結合表面進行處理。 噴砂用于形狀復雜，易于用手工除銹，效率不高，現(xiàn)場環(huán)境不好，除銹不均勻。 一般的噴砂機都有各種規(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， 與噴砂結合更好， 主要是因為結合力提高了導致質(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 點是周期長，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，在0.4伽滲層以下，滲速比氣體氮化快的多，而且表面不會有脆性相， 可以局部氮化， 缺點是成本略高， 對形狀復雜或帶長孔的工件效果不好。變形方面應該是輝光離子氮化變形最小，實際中相差很小，很多時候幾乎一樣。 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上發(fā)展了軟 氮化和離子氮化兩種新氮化工藝。軟氮化實質(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， 還有少量的碳原子 滲入，其處理結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。目前國內(nèi)生產(chǎn)中應 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， 它們在軟氮化溫度下發(fā)生熱分解反 應，產(chǎn)生活性氮、碳原子?；钚缘?碳原子被工件表面吸收， 通過擴散滲入工件表層， 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。氮化時間常為2-3小時， 因為超過 2.5 小時，隨時間延長，氮化層深度增加很慢。2 、軟氮化層組織和軟氮化特點：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，次層為的擴散層，它主要是由丫相和£相組成。軟氮化具有以下特點：（1） 、處理溫度低，時間短，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。3、能顯著地提高工件的疲勞強度、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)中軟氮化巳廣泛應用于模具、量具、刀具（如：高速鋼刀具）等、曲軸、 齒

6、輪、氣缸套、機械結構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 鹽浴氮化復合處理技術在機械易損件及工業(yè)易損件上的應用一、什么是 QPQ 技術"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，但在國際上已經(jīng)習

7、慣地沿用至今。并被普遍采用。QPQ 技術是一種復合型技術，復合的含義，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， 實現(xiàn)了氮化工序和氧化工序的復合； 滲層組織上是氮化物和氧化物的 復合；性能上是耐磨性和抗蝕性的復合；工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合。通常硬化技術只能提高金屬的耐磨性，防腐技術一般只能提高金屬表面的抗蝕性，而 QPQ 技術則可以同時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 技術和防腐技術高 10 倍以上，因此它被稱為冶金學領域內(nèi)的革命性新技術。同時該技術還 具有工件幾乎不變形、元公害、節(jié)能等優(yōu)點。QPQ 技術的核心是其無公害的鹽浴配方。該配方由

8、德國迪高沙公司實行可口可樂式的 獨家國際壟斷， 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)設備， 從不提供鹽浴配方。世界上一些著名的大公司都從德國引進了成套設備技術。 美國通用電器公司羈這項新技 術成功地取代了內(nèi)燃機車缸套的鍍硬鉻工藝， 消除了六價鉻對環(huán)境的污染， 并提高了缸套的 耐磨性和抗蝕性。 美國康明斯公司乖 J 用此項技術解決了進、 排氣門的耐磨抗蝕問題。德國大眾轎車的凸輪軸， 奧地利斯太爾重型汽車驅(qū)動橋減速器的內(nèi)齒輪也采用了這項技術。該技術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化設備分設于國內(nèi)外，處理零件 150 多種，年處理量達 6 萬噸?，F(xiàn)在該技術已被德國、美

9、國、英國、法國、瑞士、奧地利、俄羅斯、日本、印度等40多個國家采用，用于各種耐磨件和抗蝕件。我國的戚墅堰機車車輛廠、 山東濰坊柴油機廠、 杭州汽車發(fā)動機廠等廠于八十年代末以 60-90 萬美元從德國引進了成套設備技術，分別用于機車缸套，汽車曲軸等零件，但必須 高價從國外進口生產(chǎn)甩鹽。二、QPQ 技術的特點中國機械裝備 （集團 ）公司成都工具研究所經(jīng)過長期試驗研究，于上個世紀八十年代初期 率先打破了德國對這項技術的獨家國際壟斷， 獨立開發(fā)了成分獨特的鹽浴配方， 其無公害水 平優(yōu)于德國，達到國際領先水平。我公司推廣的 QPQ 技術實行大量生產(chǎn)已有十多年歷史， 現(xiàn)有用戶已達 100 多家， 應用 的

10、產(chǎn)品有數(shù)百種之多。涉及到汽車、摩托車、紡織機械、輕化工機械、 、槍械、機床、儀器 儀表、齒輪、模具、工具等幾十個行業(yè)。該技術的生產(chǎn)用鹽已銷往朝鮮，臺灣。由于該技術具有國際先進水平， 并創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益和社會效益， 為國家作出了較 大貢獻，被確定為國家級新產(chǎn)品， “九五 “國家重點推廣科技項目。先后榮獲四川省科技進步 一等獎，國家科技進步二等獎等各種獎勵。從鹽浴的有效成分，工藝過程，滲層的結構與性能等方面來說，我所的0P 。技術與德國技術幾乎完全相同，但此外我所的 QPQ 技術還有以下特點：1、無公害水平高 我所獨立開發(fā)的成分獨特的氮化鹽浴配方，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低 10 c的情況下可以達到同樣的滲層深度。3、設備簡便實用，價格低廉 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)線為雙軌密封設備， 我 所為單軌開放設備， 不僅便于操作維修， 而且大大降低成本， 因此成套設備的費用不到進口 的 I/5 。4、生產(chǎn)用鹽價格便宜我所開發(fā)的 QPQ 技術生產(chǎn)用鹽大部分采用普通工業(yè)原料， 因此售價不到進口鹽價格的 1/3 ，國內(nèi)最低。5、終身技術服務可向用戶提供 QPQ 生產(chǎn)線的主要設備，輔助設備，檢測設備等全部設備，免費對

12、用戶 進行技術培訓，到現(xiàn)場指導用戶投產(chǎn)，長期對用戶負責，并實行終身免費技術服務。三、QPQ 技術的工藝過程和滲層的影響因素1 、 QPQ 技術的基本工藝過程：清洗劑清洗 清水漂洗 預熱 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)試驗和長期生產(chǎn)實踐的驗證，最終確定，一般的結構零件的QPQ 處理工藝規(guī)范大體如下：預熱 （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 （由于制樣保護的原因， 一般很難觀測到氧化膜 ）。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 舍物層一起構成了抗蝕性極高的綜合抗蝕層。同時這層氧化膜對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度， 對提高普通碳 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散層要硬度可以達到 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，通常認為它會影響產(chǎn)品的使用壽命，應加以控制。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、 氮化時間、 氰酸根含量的影響， 基體 材料也對滲層有較大影響。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 化合物層的表面硬度影響較小。氮化溫度超過570 C,疏松層會加重。氮化時間的影響：化合物層的深度隨著氮化時間的加長而增加，氮化時間增加到3 小時以后，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加劇疏松的形成， 因此氰酸根的含量應該控制在一定的范 圍內(nèi)。氧化規(guī)范對化合物層的深度，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，通常認為合金元素可以提高滲層硬度，而減少滲層深度； 同時由于基體材料成分的不同，預先熱處理的硬度

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。鋼中的含碳量對化合物層深度影響不大，對滲層的表面硬度影響也不大。常見材料在 QPQ 處理前的預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，即使先進行淬火或正火， QPQ 處理后基體硬度也會大幅度下降。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， 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度， QPQ 處理

17、前應 該進行調(diào)質(zhì)處理。高合金鋼：對于高速鋼、 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，對要求整體高硬度的工件，如切削工具和某些模具應選擇抗回火能力高的 高合金鋼，如高速鋼、高鉻鋼等，并預先進行淬火，QPQ 處理后可以保持基體的高硬度。對整體強度要求較高的工件，應選用中高碳的碳鋼或低合金鋼，并預先進行調(diào)質(zhì)，QPQ 處理后可以保證工件的整體強度。 沒有整體硬度或強度要求的工件可以選擇廉價的低碳鋼或中 碳鋼，不必進行預先熱處理。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 技術的滲層性能1、極高的耐磨性在試驗室進行的嚴格的滑動磨損試驗 （圖 2） 表明， 40Cr 鋼經(jīng) QPQ 處理后，耐磨性可以達到常規(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 45 鋼進行的滾動磨損試驗取得了與滑動磨損試驗類似的結果。圖 2 滑動磨損試驗比較圖2、極好的抗蝕性（1）露天放置試驗 在四川盆地潮濕的條件下， 進行了室外露天遮雨放置試驗， 這更接近大多數(shù)產(chǎn)品的存放 條件。試驗結果如表 3，45 鋼經(jīng) QPQ 處理后，抗蝕性可以

19、達到鍍硬鉻的 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序號 試樣種類開始生銹時間（天）相對抗蝕性比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）鹽霧試驗在試驗室條件下進行了標準的5 NaCl 水溶液鹽霧試驗（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 鹽霧試驗抗蝕性比較圖3、良好的耐疲勞性能QPQ 技術可以使鋼、 鐵材料的疲勞強度提高 20 一 200 。疲勞強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。對調(diào)質(zhì)狀態(tài)的 45 鋼進行的滾動彎曲疲勞試驗表明， QPQ 處理后疲勞強度提高 40多。4、極微小的變形由于 QPQ 技術的處理溫度低于鋼的相變溫度，處理過程中基體上不會發(fā)生組織轉變， 因此沒有組織應力產(chǎn)生。 所以它比發(fā)生組織轉變的常規(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 處理技術的一大特點， 利用這一特點解決了很 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 技術與相鄰技術比較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 技術則不污染環(huán)境，完全符合環(huán)保排放標準。其次鹽浴軟氮化鹽浴中的有效成分氰酸根的含量僅為16-28 ， QPQ 技術滲氮鹽浴中的氰酸根含量高達 32 38。因此鹽浴中的氮勢更高，滲速更快，滲層的耐磨性 更高。由于 QPQ 技術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。 同時在化合物層外

22、面生成抗蝕性很強的的 Fe3O4 氧化膜，因此 QPQ 技術的抗蝕性遠遠高 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成的軟氮化氣氛中，氰化氫含量高達620X10-6，即使在氣體排放口點燃也達不到排放標準。因此氣體軟氮化并非無公害。國外對鹽浴軟氮化與氣體軟氮化及離子氮化技術進行了嚴格的磨損試驗，其結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，含氮的濃度遠遠高于氮碳共滲，因此 QPQ 技術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，當然，有時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 技術的工藝溫度低，在鋼的相變點以下，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， 除了提高耐磨性外， 大都為了解決 淬火變形問題。QPQ 技術代替整體淬火的前提條件是處理后工件的整體強度能夠達到技術要求，必要 時工件可以予先進行正火或調(diào)質(zhì)。對尺寸小于 5mm 的薄件、小件 QPQ 處理后整體強度有 較大幅度的提高，可以考慮不必進行預先熱處理。5、與電鍍抗蝕技術比較即使碳鋼經(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 層復合鍍處于同一水平，遠遠高于鍍硬鉻，鍍裝飾鉻，鍍鎳。同時應指出，除鍍硬鉻以外，一般的電鍍防護層不具備高的耐磨性，而QPQ 技術賦予金屬的耐磨性比普通的硬化技術還高。常規(guī)的鍍鉻技術存在著嚴重的環(huán)境污染

25、問題,其六價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，與電鍍技術相比， QPQ 技術成本低廉，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 三層復合鍍，可以說這是一種 物美價廉的抗蝕新技術。六、QPQ 技術的實際應用QPQ 技術適用于各種鋼鐵材料，包括純鐵、結構鋼、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，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、車零件的應用汽車、摩托車是應用 QPQ 技術最多的行業(yè)。在國外汽車的曲軸、凸輪軸、氣簧、扭轉 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3 45 億件。本所開發(fā)的 QPQ 技術已向四川、江蘇、云南等幾家專門生產(chǎn)曲軸的工廠進行了技術轉 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外引進產(chǎn)品。QPQ 技術已在專業(yè)氣門廠大量用于進氣門和排氣門的生產(chǎn)，十多年來生產(chǎn)的 QPQ 處 理氣門已在國內(nèi)多家汽車廠大量裝機使用。近年來 QPQ 技術在汽車活塞環(huán)上得到了很好的應用， 已有多家活塞環(huán)廠用該技術大量 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用了 QPQ 技術，其中包括中美合資廠，使用效果遠遠優(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 技術對摩托車連桿的機械加工工藝進行了較大的 改革， 連桿的內(nèi)孔加工以鏜帶磨，大大節(jié)約了加工工時， 降低了生產(chǎn)成本。 生產(chǎn)的大量摩托 車連桿，供應全國多家摩托車廠使用?，F(xiàn)在又有幾家摩托車連桿的生產(chǎn)廠 準備采用這項技術。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 5 家摩托車廠大 量供應 QPQ 處理的摩托車齒輪。2、紡織機械零件 山西某紡織機械廠從德國引進一種新型的尼龍紡織機械 彈力絲機，其中有一關鍵件為細長薄壁的熱軌，長 3.25m ；壁厚僅 2mm ，由 0Crl8Nil2Mo2Ti 奧氏體不銹鋼制成。我所 為該廠專門設計制造了坩堝直徑 700mm ，深 3.5m 的大型成套設備，用這套 大型設備進行處理的熱軌完全達到了德國熱軌的技術要求，產(chǎn)品外觀均勻一致，美觀 漂亮，已投產(chǎn)十多年。江蘇某紡織機械廠和山西某機械廠先后從日本引進絡筒機。 國內(nèi)有的紡織機械廠采用發(fā) 黑處理絡筒機零件，一周內(nèi)就開始生銹，抗

29、蝕性與進口件相差甚遠。這兩家廠采用了 QPQ 技術以后，絡筒機零件的抗蝕性完全達到了日本引進的絡筒機零件的抗蝕 性能水平。江西某廠從瑞士引進了整套梳棉機， 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 技術對多種材料進行了處理，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到或超過了國外產(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械零件采用 QPQ 處理，都得到了很好的效 果。3、機床零件的應用QPQ 技術在機床行業(yè)有廣泛的用途，其中包括機床絲杠、導軌、軸類零件、摩擦片和 機床電器鐵心等。QPQ 技摩擦片采用滲碳法制造廢品率高達

30、20 ，而且制造工序繁多。大連某廠采用術制造摩擦片，大量生產(chǎn)后廢品率下降到零，而且處理后不用磨削。上海某廠從德國引進的機床電器新產(chǎn)品，其鐵心為純鐵制造，要求防銹能力極高,該廠曾試驗了多種表面防腐方法，均不能使鐵心的防銹能力達到德國的技術要求。采用了 QPQ 技術大量生產(chǎn)后電器鐵心的防銹能力完全達到了德國鐵心所要求的抗蝕指 標。4、模具的應用QPQ 技術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，使用壽命相當于處理前的 3 倍。國內(nèi)許多廠家利用 QPQ 技術處理鋁合金壓鑄模， 處理后壓鑄模的壽命一般都提高 2 倍 以上。國外有報道，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，原模具采用 4Cr13 不銹鋼淬火后 再拋光的工藝，改為 40Cr 鋼進行 QPQ 處理以后，模具的壽命由 2 3 天延長到 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)孔光潔度均達到技術要求，并且不再產(chǎn)生粘模現(xiàn)象，模具壽命長，達到了日本進口的水平，已連續(xù)生產(chǎn) 5、刀具的應用 已有江蘇， 青海， 陜西等地多家專業(yè)工具廠用該技術處理高速鋼鉆頭， 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20不僅可以大大提高鉆頭的壽命，而且對提高鉆頭質(zhì)量的穩(wěn)定性有非常好的作用。除專業(yè)工具廠外，還有一些飛機制造廠、重型機器廠、機車廠、以及各種機器制造廠2 3 倍，銑刀壽用

33、這項技術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、開關零件的應用開關零件是近幾年來采用 QPQ 技術較多的行業(yè)，在江蘇，浙江等地已有 5 家開關廠大 量用于生產(chǎn)。多數(shù)廠用于低壓開關，最近也有的廠家用于處理中高壓開關?？諝忾_關等低壓開關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 開關的壽命也成倍提高。 同時零件的抗蝕性也大幅度提高， 因而也大大延緩了開關零件的生 繡時間。有的開關廠用 QPQ 技術來代替鍍鋅，也取得了很好的效果。7、齒輪、蝸桿的應用 成都某廠的建

34、筑用內(nèi)齒圈，直徑達 200mm ，滲碳淬火后變形大，廢品率相當高。該廠 從采用了 QPQ 技術以后，生產(chǎn)的成萬件內(nèi)齒圈沒有一件因變形超差而報廢，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)。以后又進行了臺架試驗，齒輪的各項 性能指標均符合技術要求。100 150mm ，長度為 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)材料進行機械加工，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、應用微變形是 QPQ 技術的一大優(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 種技術迎刃而解。采用這項技術解決變形問題前面已經(jīng)介紹了彈力絲機熱軌、機床摩擦片、 汽車的內(nèi)齒圈等零件，下面是另一些實例。(1) 印刷線路板的層壓夾具成都某無線電廠從國外引進的印刷線路板熱沖設備， 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，試驗了多種冷熱機械加工方法，變形均達不到要求。采用QPQ技術則一次試驗成功，表面硬度達到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到了國外 樣品的水平。(2) 煙機零件 國內(nèi)幾家煙廠從國外引進的成套卷煙機上有一細長導軌件，尺寸為1370X 30X3.5mm,上面有 42 個定位孔，每個孔距都有嚴格的公差要求，而且上下兩個導軌的42 個孔要配對裝配。國外采用電鍍金剛石或氣相沉積 Fe304 的方法制造， 國內(nèi)尚不可能用這兩種技術處理 這樣長的工件。湖南某廠采用我所的 QPQ 技術進行試驗，經(jīng)過反復改進，保證了導軌的孔 距公差， 兩片對裝也完全合格， 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 技術處理煙機導軌，都取得了很好的效果。(3) 收割器刀片稻麥收

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 技術進行處理，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 技術雖然在很多行業(yè)、 很多產(chǎn)上得到了應用， 但這只占可能用途的很小的一部分， 還有很多領域基本上是空白或很少應用，舉例如下。(1 )代替鍍鉻、鍍鎳試驗說明普通碳鋼經(jīng)處理后其抗蝕性比鍍鉻高 10 倍以上，遠遠高于鍍鎳，達到銅一鎳 一鉻復合鍍的水平。 目前只在代替鍍硬鉻方

38、面有一些應用，在代替鍍裝飾鉻，鍍鎳，銅一鎳 一鉻復合鍍方面幾乎沒有應用。今后應該使盡可能多的鍍鉻件采用QPQ 技術來代替，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)鹽霧試驗和露天放置試驗， 45 鋼經(jīng) QPQ 處理后其抗蝕性可以達到 1Cr13 不銹鋼 的 20-_40 倍， 1Crl8N9Ti 不銹鋼的 45 倍，同時對鹽、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行 QPQ處理，其表面硬度可達 1500HV(相當于91HPA)。這已達 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， 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，節(jié)約的費用非?？捎^。(4) 代替銅作某些耐磨件 對蝸輪、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、 價格極其昂貴。試驗表明，如將 45 鋼與青銅制造的一對摩擦副改成 45 鋼與白口鑄鐵制造， 并實行 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。汽車零件表面強化新技術 QPQ 鹽浴復合處理在國內(nèi)外的應用QPQ 鹽浴復合處理是最新金屬鹽浴表面強化技術，可以顯著提高金屬表面的耐磨、耐 疲勞和抗蝕性能。 該技術的核心 無公害的鹽浴配方， 由德國底稿沙公司獨家壟斷、 且極為 保密。世

41、界各國都從該公司引進技術。該技術在國外的汽車、機車、工程機械、機床、儀表、照相機、齒輪、工模具等行業(yè)廣 泛應用。汽車行業(yè)應用最多。占總用量的 60 。日本每年有 6 萬噸零件采用這項技術。凡乎日本所有汽車廠都采用了這項技術、有的 廠原已擁有氣體氮化等表面強化設備、 仍然引進了這項技術。 例如本團公司有五座大型自動 化的 QPQ 鹽浴復合處理設備分設于國內(nèi)外的工廠。 本田公司有 150 多種汽車、 摩托車零件 采用這項新技術。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。美國用該項技術替代汽車進氣門、排氣門的鍍硬鉻工藝取得了成功。 40Mn 鋼進氣門、 21 2N 鋼排氣門與硬質(zhì)合

42、金輪加壓對滾實驗、氣門失重情況的測量結果，可見QPQ 鹽浴復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 價鉻的公害。國內(nèi)東風汽車公司從美國引進的 10t 柴油車康明斯發(fā)動機的進氣門、 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要求、 國外汽車 曲軸， 從轎車、 輕型車到重型車大都采用了這項技術。日本輕型車曲軸的滲層要求：化合物 層13ym,表面硬度 > 500HV0.1 。德國對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成套技術， 也是采用 QPQ

43、鹽浴復合處理技 術，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技術處理重型貨車驅(qū)動橋輪邊減速器內(nèi)齒輪。 國外用這項技術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、 保險框、 軸套、擋風玻璃搖臂、氣簧活塞、懸掛支桿活塞、風扇電機軸、座椅滑軌、垂直驅(qū)動傳動齒 輪及螺旋齒輪等各種耐磨、抗蝕件。根據(jù)英國華孚申熱處理中心辦的雜志 1998 年的一篇文章介紹， 該技術應用成功的實例 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。國內(nèi)山東濰

44、坊柴油機廠、 杭州汽車發(fā)動機廠等從德國迪高沙公司引進了這項技術，用于汽車曲軸等零件。為了打破德國迪高沙公司對這項技術的國際獨家壟斷局面，成都工具研究所組織了專門課題組， 經(jīng)過大量實驗獨立開發(fā)了成分獨特的鹽浴配方， 其產(chǎn)品滲層性能完全達到迪高沙公 司水平，而氮化鹽浴中的氮根含量僅為其1 10，因而在無公害方面處于國際領先地位。序號 材料 處理方法 硬度 磨損值（ mg ）比 相對磨損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機上進行試驗。試樣尺寸 $ 7.5mm,轉速300 r / mi n , 應力比 R=-1 。由實驗結果可知， QPQ 鹽浴復合處理使調(diào)質(zhì)的 45 鋼疲勞極限由 405MPa 提 高到 570Mpa ,疲勞極限提高 40。標準鹽霧試驗結果表明, 45 鋼經(jīng) QPQ 鹽浴復合后的抗蝕性比 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 多家工廠使用這項技術處理產(chǎn)品。汽車上應用比較成功的是發(fā)動機中 幾個關鍵件,如曲軸 ,進排氣門 ,凸輪軸等。曲軸：對45鋼調(diào)質(zhì)曲軸進行 QPQ鹽浴復合處理，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。 該技術已向四川省內(nèi)燃機配件總廠進行了技術轉讓,用于汽車曲軸的生產(chǎn)。進、排氣門：主要是

47、 4Cr9Si2 鋼制進氣門和 5Cr21Mn9Ni4N 制排氣門,在克服了不銹 鋼表面鈍化膜阻礙氮化等技術困難以后, 滲層深度、 表面硬度都達到了技術要求。 該技術已 向湖北氣門廠進行了技術轉讓, 該廠生產(chǎn)的氣門已大量用于重慶長安等車型, 并擬代替二汽 從美國引進的康明斯發(fā)動機氣門。凸輪軸： 該技術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,已進行了多批實驗,滲層 指標均達到要求, 臺架實驗初步表明, 在耐磨性方面遠勝于常規(guī)熱處理方法, 該廠準備完成 臺架試驗后,即正式采用這項新技術。工模具、 量卡具： 二

48、汽等汽車廠采用該項技術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,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,是在電解液中進行的電化學反應,反應機理至今仍有 爭議。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,奧氏體在達到臨界溫度以上時 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,所以在進行熱處 理時的鋼鐵材料必須要達到臨界溫度以上, 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變?yōu)椴煌慕鹣嘟M織。奧氏體化溫度和時間顧名思義就是達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間的影響下會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，各種組織的機構和性能是不同的，所以我們在需要獲得某種氏 體時就要采取不同的冷卻速度， 而要避開其他組織的轉變溫度， 所以就要對冷卻介質(zhì)的溫度 進行控制，讓奧氏體在這個溫度中進行充分的轉變，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 ，你說的低頻應該是工頻吧，因為只 有工頻淬火，工頻就是 50Hz, 頻率越高的話，加熱時間越短，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)別真空淬火油基礎油飽和蒸氣壓低， 一般淬火油沒有要求。 同時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如果介質(zhì)是水， 鍍鋅容易上鋅； 但是客戶要求淬火時如果介質(zhì)是介質(zhì)油， 但是這樣鍍 鋅就難上鋅，望有哪位高手指點迷津。鍍鋅時， 都要對金屬表面進行除污

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，高溫已經(jīng)將油污燒掉了，所以在鍍鋅時就容易掛上鋅，而用油作為冷卻介質(zhì)時，油 污會粘在零件的表面， 如果不除去的話， 就會鍍不上鋅的。 所以，要在鍍鋅前用堿或者酸 （強 酸）對零件的表面進行清洗。7. 去氫處理去氫處理， 也稱除氫處理，一般對鋼鐵而言， 不過有時鈦也可處理，還需要根據(jù)材料的熱處 理狀態(tài)來規(guī)定去氫規(guī)范， 一般對電鍍前后必須進行工序， 特別是對高強度高硬度的零件在電 鍍工藝中。氫脆的原理與預防在任何電鍍?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 ）的同

52、時 ,伴有氫氣的析出 （副反應 ）。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重的質(zhì)量隱患之一,析氫嚴重的零件在使用過程中就可能斷裂 ,造成嚴重的事故。表面處理技術人員必須掌握避免和消除氫脆的技術,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)小時內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂，斷裂比例達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,曾組織過全國性攻關 ,制訂嚴格的去氫工藝。 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 ，墮地斷裂 ;有的淬火零件 （內(nèi)應力大 ）在酸洗時便產(chǎn)生裂紋。這些零件滲氫嚴重，無需外加應力就 產(chǎn)生裂紋 ,再也無法用去氫來恢復原有的韌性。2 氫脆機理延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應力集中的部位擴散聚集,應力集中部位的金屬缺陷多 （原子點陣錯位、空穴等 ）。氫擴散到這些缺陷處 ,氫原子變成氫分子 ,產(chǎn)生巨大的 壓力 ,這個壓力與材料內(nèi)部的殘留應力及材料受的外加應力,組成一個合力 , 當這合力超過材料的屈服強度 , 就會導致斷裂發(fā)生。 氫脆既然與氫原子的擴散有關 ,擴散是需要時間的 ,

54、擴散的 速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關。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、銅等金屬中擴散 ,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫 的擴散比較困難。鍍鎘層是最難擴散的 ,鍍鎘時產(chǎn)生的氫 ,最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬 表層 ,很難向外擴散 ,去氫特別困難。經(jīng)過一段時間后,氫擴散到金屬內(nèi)部 ,特別是進入金屬內(nèi)部缺陷處的氫 , 就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當緩慢,所以需要即時加熱去氫。溫度升高 ,增加氫在鋼中的溶解度 ,過高的溫度會降低材料的硬度 , 所以鍍前去應力和鍍后去氫 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 ,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 ,采用化學除油、清洗劑或溶劑除油,滲氫量較少 , 若采用電化學除油 ,先陰極后陽極 ;在電鍍時 ,堿性鍍液或高電流效率的鍍液滲氫量較少。2 采用低氫擴散性和低氫溶解度的鍍涂層一般認為,在電鍍Cf、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb時,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散性和低氫溶解度,滲氫較少。在滿足產(chǎn)品技術條件要求的情況下 ,可采用不會造成滲氫的涂層 ,如機械鍍鋅可以 ,不會發(fā)生 氫脆，耐蝕性高，附著

56、力好，厚5100m，成本低。3 鍍前去應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)部殘留應力較大,鍍前應進行回火處理 ,減少發(fā)生嚴重滲氫的隱患。對電鍍過程中滲氫較多的零件原則上應盡快去氫,因為鍍層中的氫和表層基體金屬中的氫在向鋼基體內(nèi)部擴散 ,其數(shù)量隨時間的延長而增加。新的國際標準草案規(guī)定"最好在鍍后 1h內(nèi),但不遲于3 h，進行去氫處理”。國內(nèi)也有相應的標準，對電鍍鋅前、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間應根據(jù)零件大小、 強度、 鍍層性質(zhì)和電鍍時間的長短而定。 去

57、氫處理 常在烘箱內(nèi)進行。鍍鋅零件的去氫處理溫度為110220° C ,溫度控制的高低應根據(jù)基體材料而定。對于彈性材料、0.5 mm以下的薄壁件及機械強度要求較高的鋼鐵零件，鍍鋅后必須進行去氫處理。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、應注意的問題材料強度越大 ，其氫脆敏感性也越大 ，這是表面處理技術人員在編制電鍍工藝規(guī)范時必須明確的基本概念。國際標準要求抗拉強度crb >105 kg /mm 2的鋼材，要進行相應的鍍前去應力和鍍后去氫處理。法國航空工業(yè)對屈服強度ds >90 kg / mm 2的鋼件就要求作相應去氫處理。由于鋼材強度與硬度有很好的對應關系，因此 ，用材料硬度來判斷材