QPQ处理.docx
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QPQ处理
QPQ技术是今年来新兴的一种表面热处理技术,它是Quench-Polish-Quench的缩写形式。
是指将黑色金属零件放入两种性质不同的盐浴中,通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层,从而达到使零件表面改性的目的。
它没有经过淬火,但达到了表面淬火的效果,因此国内外称之为QPQ。
QPQ技术将热处理与防腐蚀处理一次完成,处理温度低,时间短,能同时提高零件表面硬度、耐磨性和抗蚀性,减少摩擦系数,变形小,无公害。
具有优化加工工序,缩短生产周期,降低生产成本的优点,得到众多厂家的认可和赞誉。
像美国GE、GM公司、德国大众、奔驰、日本丰田、本田等一些著名的跨国公司,均大量采用。
QPQ技术在工艺上它是热处理技术与防腐蚀技术的结合,在性能上它是高耐磨性和高抗蚀性的结合,在渗层上是由多种化合物组成的复合渗层。
因此国外认为这是金属表面强化技术领域内的巨大进展,把它称之为一种新的冶金方法。
目前,QPQ表面改性技术在国内也得到大量推广应用,尤其在汽车、摩托车、纺机、机床、电器开关、工模具上使用效果非常突出。
其具体的特点如下:
1 良好的耐磨性、耐疲劳性能 该工艺能极大地提高各种黑色金属零件表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系数。
产品经过QPQ处理后,耐磨性比常规淬火、高频淬火高16倍以上,比20#钢渗碳淬火高9倍以上,比镀硬铬和离子氮化高2倍以上。
疲劳试验表明:
该工艺可使中碳钢的疲劳强度提高40%以上,比离子氮化,气体氮化效果均好。
该工艺特别适合于形状复杂的零件,解决技术关键,让变形难题迎刃而解。
2 良好的抗腐蚀性能 对几种不同材料、不同工艺处理的样品按同样的试验条件,按ASTMBll7标准进行了连续喷雾试验,盐雾试验温度35±2℃,相对湿度>95%,5%NaCL水溶液喷雾。
试验结果表明,经QPQ处理后的零件抗蚀性是1Crl8Ni9Ti不锈钢的5倍,是镀硬铬的70倍,是发黑的280倍。
3 产品处理以后变形小 工件经QPQ处理处理之后几乎没有变形产生,可以有效的解决常规热处理方法难以解决的硬化变形难题。
例如:
尺寸为510×460×1.5mm的2Cr13不锈钢薄板经QPQ处理之后,表面硬大于HRC60,不平度小于0.5mm。
目前,QPQ技术在众多得轴类零件、细长杆件上应用得非常成功,有效的解决了一直以来存在的热处理硬化和产品变形的矛盾。
4 可以代替多道热处理供需和防腐蚀处理工序,时间周期短 工件经QPQ处理后,在提高其硬度和耐磨性的基础上同时提高其抗腐蚀能力,并且形成黑色、漂亮的外观,可以代替常规的淬火一回火一发黑(镀铬)等多道工序,缩短生产周期,降低生产成本。
大量的生产数据表明,QPQ处理与渗碳淬火相比可以节能50%,比镀硬铬节约成本30%,性价比高。
5 无公害水平高、无环境污染 QPQ处理工艺过程经有关环保部门检测鉴定,并经全国各地用户的实际使用证明,各种有害物质排放量均低于国家排放标准允许值。
由于技术先进,质量稳定,QPQ技术应用的产品有数百种之多,已在全国各地建立了多条生产线。
6 QPQ技术适用材料的范围广泛 该工艺对所有黑色金属材料均适用,从纯铁、低碳钢、结构钢、工具钢到各种高合金钢、不锈钢、铸铁以及铁基粉末冶金件。
QPQ是一种表面硬化处理+防锈处理,是比威索那依特处理更加进步的处理方式,增强耐磨耗性、耐疲劳强度以及其耐腐蚀性比硬质镀铬更加有实力。
特征
1、具有与威索那依特处理同样的高表面硬度、耐磨耗性、耐疲劳强度、耐热性。
表面硬度
碳钢
HV
450~600
(包含SPCC和铸铁)
合金钢
HV
700~800
(SCM其他)
2、机械加工完成品经过处理后,尺寸精度变化非常小,可以直接进行组装。
3、可以取得超过镀硬质铬处理更好的耐腐蚀性。
经过QPQ处理的产品如实施防锈措施,寿命在200小时以上,其效果超过镀硬质铬。
因为化合物层的氧化浓度高所以增强其耐腐蚀性。
4、其完美的黑色外观提高了商品价值。
(生锈面积 %)
样品
100Hr
200Hr
400Hr
500Hr
800Hr
1,000Hr
No.1
硬质镀铬
20μm
40
80
85
100
←
←
No.2
30
60
90
95
←
←
No.3
硬质镀铬
50μm
0
←
←
←
←
←
No.4
0
5
20
←
←
30
No.5
威索那依特
(QPQ)
0
5
30
50
80
←
No.6
0
←
50
90
95
←
No.7
威索那依特
(SQP)
0
0
30
←
40
80
No.8
0
5
70
80
←
←
※基于JISZ2371根据盐水喷雾实验
处理样式
生成的氮化层的性状
断面金相显微镜图片材质(S45C)
EPMA线分析可以确认出NS2⇒水冷(威索那依特处理)与TF1⇒AB1(SQ处理)间表层部分的不同之处。
※SQ工艺中,O2的分布值有很大不同,从组织上看其认可的黑色层在1~2μm范围,O2同时存在于黑色层外的化合物层当中.此种形态可推断O2存在于氮化物的结晶格子内。
威索那依特处理中ε相(仅Fe相(Fe2-3N)被固定)SQ处理中除ε相以外,M相(四氧化三铁/Fe3O4)也被固定。
工艺
氮化物形态
①
TF1
α-Fe
ε-Fe2-3N Fe3N
γ-Fe4N
②
SQ
α-Fe
Fe3O4
ε-Fe2-3N γ-Fe4N
AB-1盐浴温度与回转弯曲疲劳强度的关系
碳素钢经过AB1冷却处理,扩散层中的铁素体内固溶氮素。
使其减少因固溶氮素生成的压缩残留应力,同时降低疲劳强度。
如添加微量的氮化物形成元素,非调质钢不受影响。
耐摩耗性
耐腐蚀性
一般情况下经过热处理硬化
后产品的耐腐蚀性有劣化的倾向。
威索那依特处理可增强耐腐蚀性,
QPQ/SQ/SQP处理后的产品其耐腐
蚀性更好。
依据前述的性状调查,O2侵
入到化合物层其耐腐蚀性明显提高。
下表是根据JIS-Z-2371的,QPQ处理和镀硬质铬的比较数据。
试 验 品
盐 水 喷 雾 试 验 时 间
生锈时间
3H
6H
12H
24H
72H
96H
192H
镀硬质铬
(S45C)
◎。
○
○
○
△
△
×
3H
(SCM435)
○
○
○
□
×
×
×
1.5H
QPQ处理
◎
◎
◎
◎
○
○
□
48H
◎
◎
◎
◎
◎
◎
◎
96H
◎ :
无异常
◎。
:
不满1%生锈
○ :
1~10%程度生锈
□ :
10~30%程度生锈
△ :
30~50%程度生锈
× :
50%以上生锈
※经过QPQ处理的产品如实施防锈措施,寿命在200小时以上,其效果超过镀硬质铬。
因为化合物层的氧化浓度高所以增强其耐腐蚀性。
耐腐蚀实验 以JIS Z 2371为基准,5%盐水喷雾+96小时进行实验、与硬质镀铬(18μm)在24小时会生锈相比较,SQ以及QPQ工艺处理的产品完全不会发生生锈。
耐热性
1、试供材S45C
2、处理条件威路索那依特
①处理
570℃+90分钟⇒油
②SQ处理
80℃+90分钟⇒400℃+15分钟(AB1)
3、
加工应用例
主齿轮轴
节气门轴
离合器摩擦片
减震器轴
各种光学配件
滚柱导向
活塞环
油封轴传感器
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