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QPQ技術的氧化工藝對金屬零件抗蝕性的影響

時(shi)間:2022-02-18 16:22來(lai)源(yuan):ccforever<1253705861@tgo0qq.com>點擊:1次(ci)

在(zai)生產中,滲(shen)氮或氮(dan)碳共(gong)滲之後緊接(jie)著進(jin)行一道氧化工(gong)序,用來提高(gao)工件(jian)的摩擦(ca)性(xing)能(neng)和抗腐蝕(shi)性能,已經得到成功(gong)的應(ying)用。滲氮或氮碳共滲後(hou)再氧(yang)化的工件最表(biao)麵為氧化物(wu)層,其(qi)組(zu)成可能為Fe3O4、Fe2O3和Fe O中的一種或幾種(zhong)。由於Fe3O4的摩擦係數(shu)低(di),化學(xue)穩定性好,因(yin)此(ci)隻有Fe3O4被(bei)用來改(gai)善工件的抗蝕性和耐(nai)磨性。QPQ(Quench-Polish-Quench,淬火-拋(pao)光(guang)-淬火)技(ji)術的(de)實質是低溫鹽浴滲氮+鹽浴(yu)氧化或低溫鹽浴氮碳(tan)共滲+鹽浴氧化,它(ta)是(shi)一種金(jin)屬零件表麵(mian)改性技術,具有(you)高抗蝕、高耐磨(mo)、微(wei)變(bian)形的優點。經QPQ技術(shu)處(chu)理的工件表麵為Fe3O4氧化膜(mo),其抗蝕性遠高於(yu)鍍鉻(luo)、鍍(du)鎳等(deng)表麵防護技術的水平(ping),中碳鋼(gang)經QPQ處理後在很(hen)多領域可(ke)以代替不鏽鋼。同時,Q P Q工藝可以(yi)代替發(fa)黑(hei)、磷化和鍍鎳(nie)等傳(chuan)統(tong)防腐蝕工藝。目前,Q P Q技術所具有的高抗蝕性引起了(le)有關(guan)行業,尤(you)其是石油、化工等腐(fu)蝕問題較(jiao)為嚴重(zhong)的行(xing)業的極(ji)大(da)關注,這(zhe)對(dui)QPQ技術的發展(zhan)和(he)研(yan)究(jiu)注(zhu)入(ru)了新的活(huo)力(li)。在這種背(bei)景(jing)下,亚洲日本va中文字幕久久不卡對QPQ技術中的鹽浴氧化進行了研究和探(tan)討。
一、試(shi)驗(yan)材(cai)料及(ji)方法(fa)
1、1在本文中所(suo)用的試驗材料是市(shi)售(shou)20鋼,其化學成分(質(zhi)量分數,%)為(wei)0.22C-0.31Si-0.55Mn-Fe。浸泡試驗所用(yong)試樣(yang)是40mm×20mm×5mm矩形試樣,鹽(yan)霧試驗所用試樣是φ20mm×100mm棒狀(zhuang)試樣。試樣表麵粗(cu)糙(cao)度(du)為(wei)0.6µm左右。

1、2加工後的試樣進行Q P Q處理,即(ji)經(jing)清洗(xi)、預熱(re)、滲氮、氧化、拋光、二次氧化、水(shui)洗處理(li)。滲氮鹽浴的氰(qing)酸根(gen)含量(liang)為36.2%。

1、3浸泡試驗所用溶液為10%NaCl+0.3%H2O2的蒸餾(liu)水溶液,試驗溫度8℃,試驗時間(jian)4 0 h。溶液(ye)量按試樣表麵積0.1ml/mm2添(tian)加。浸(jin)泡(pao)前(qian)後的重量用精(jing)度為0.0001g的電(dian)子天平秤(cheng)量,其重量差(cha)即為該試樣的腐蝕失(shi)重。每種工藝使(shi)用3個試樣,其腐蝕失重的平均值作為該(gai)工藝(yi)在浸泡試驗中的抗(kang)蝕性指標(biao)。

1、4鹽霧(wu)試驗所用溶(rong)液為5%NaCl中性蒸(zheng)餾水溶液。從試樣放(fang)入鹽霧試驗箱起(qi)到試樣出(chu)現(xian)鏽(xiu)跡(ji)為止(zhi)的時間作為該試樣的抗腐蝕時間。每(mei)種工藝使用3個試樣,其抗腐蝕時間的平均值作(zuo)為該工藝在鹽霧試驗中的抗蝕性指標。
二(er)、試驗結果(guo)及討論(lun)
2、1氧化溫(wen)度對抗蝕性的影(ying)響(xiang)
從圖1可知,隨(sui)著(zhu)氧化溫度的提高,無論在浸泡試驗還(hai)是鹽霧試驗中,抗蝕性都是先(xian)提高後降(jiang)低,最(zui)佳的氧化溫度為400℃。氧化溫度偏(pian)低時,氮化物表麵的Fe3O4氧化膜還不致密和完整,故抗蝕性不高。氧化溫度偏高時,Fe3O4氧化膜由於生長應力的作用,造(zao)成(cheng)裂(lie)紋或缺(que)陷(xian),降低了試樣的抗蝕性。由於以上(shang)原(yuan)因,氧化溫度有一個最佳(jia)值(zhi),過高過低的溫度都不利(li)於獲得高抗蝕性。

           浸泡試驗                        鹽霧試驗
圖1 氧化溫度對耐蝕性的影響


表1  圖(tu)1中試樣的QPQ工藝參(can)數


2、2氧化時間對抗蝕性的影響
從(cong)圖2(a)可見,經QPQ處理的工件的腐蝕失重比隻滲氮的工件的腐蝕失重低,這說明氧化後的抗腐蝕性大大提(ti)高。氧化時間從30min到(dao)90min,腐蝕失重不斷(duan)增加,這是因為氧化膜在生(sheng)長過(guo)程(cheng)中的應力引(yin)起的氧化膜缺陷導致抗蝕性降低。當氧化時間超過90min後,浸泡試驗中的腐蝕失重再次降低,這是因為氧化膜增厚以及在氧化膜缺陷處再(zai)次生成氧化膜,造成抗蝕性有所提高。當氧化時間超過150min後,腐蝕失重繼(ji)續(xu)增(zeng)加(jia),這與氧化膜的破(po)裂有關。


             浸泡試驗                     鹽霧試驗


圖2 氧化時間對抗蝕性的影響

表2 圖2中試樣的QPQ工藝參數


從圖2(b)中可見,在鹽霧試驗中隨著氧化時間的增加(30min到120min),開始(shi)生鏽時間不斷增長,這與浸泡試驗得(de)到的結(jie)論似(shi)乎是矛盾(dun)的。30min到90min範圍內腐蝕失重可能主(zhu)要(yao)是由於氧化膜脫落(luo)引起的。
三(san)、結論
1、過高或(huo)過低的氧化溫度會降低工件的抗蝕性。
2、最佳的氧化時間應該以在表麵產生密致(zhi)完(wan)整(zheng)的Fe3O4氧化膜為準。

 

 

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