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QPQ行業標準第一起草單位The first drafting unit of QPQ industry standard
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QPQ鹽浴複合處理技術在現代工業中的應用

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隨(sui)著現(xian)代機(ji)器製(zhi)造業的(de)發展(zhan) ,對(dui)金(jin)屬材料的性能提(ti)出(chu)了(le)更高(gao)的要求(qiu) ,特別是 20 世紀(ji) 70 年代(dai)中期 ,世(shi)界範(fan)圍(wei)內對環保的重視 ,許多老的鹽(yan)浴表(biao)麵強化方(fang)法因(yin)采用氰(qing)化物而紛(fen)紛被淘汰(tai) ,但汽車(che)等工業的迅(xun)速發展 ,不僅不能缺少這類(lei)技術 ,而且迫切要求開(kai)發一種(zhong)耐(nai)磨性更(geng)高、抗(kang)蝕性更好的新金屬(shu)鹽浴表麵強(qiang)化技(ji)術。世界(jie)著(zhu)名(ming)的德國(guo)迪(di)高沙公司(Degussa) 就是(shi)順應(ying)科技發(fa)展的要求 ,率(lv)先(xian)開發出原(yuan)料中不含(han)氰化物的鹽浴配方 ,並增(zeng)加了一道可以徹底分(fen)解(jie)殘餘(yu)氰根(gen)的氧(yang)化工序 ,這(zhe)種新的鹽浴(yu)複(fu)合處(chu)理(li)技術(shu)不僅(jin)做到了原料無(wu)毒(du)、不汙(wu)染(ran)環境(jing) ,而且(qie)使(shi)金屬表麵(mian)的耐磨性(xing)、抗蝕性有更大的提高 ,且工(gong)件處理前(qian)後變(bian)形(xing)微小。
美(mei)國科(ke)林公司( Kolene) 引進(jin)這一技術 ,工件處理後(hou)增加一道拋(pao)光(guang)工序 ,拋光後再(zai)氧化一次 ,從而(er)使工件表麵粗(cu)糙(cao)度(du)大大(da)降(jiang)低 ,外(wai)觀賞(shang)心(xin)悅(yue)目(mu) ,同(tong)時使金屬表麵的抗蝕(shi)性、耐磨性進一步提高 ,這就是 QPQ 技術。
此(ci)項(xiang)新技術已在(zai)機器製造業(ye)中獲(huo)得(de)廣泛(fan)應用(yong)。
1、在汽(qi)車零(ling)件(jian)上的應用
汽車是 QPQ 鹽浴複合(he)處理技術第一大應用行業。汽車的曲(qu)軸、凸輪軸、氣簧(huang)、扭(niu)轉(zhuan)盤(pan)、氣門等零件年處理量由數百萬件到數千(qian)萬件 ,而氣門的處理量竟達(da) 3.45 億(yi)件。
1.曲軸(zhou)是汽車發動(dong)機的關(guan)鍵零件之一。它承受(shou)複雜(za)的彎曲、扭轉載(zai)荷(he)和一定(ding)的衝擊載荷 ,軸頸表麵還要承(cheng)受磨損。它的破(po)壞(huai)形式(shi)是在軸頸和曲柄過(guo)渡(du)的圓角處產生疲(pi)勞(lao)裂紋及軸頸(jing)表麵的嚴重(zhong)磨損。用傳統(tong)熱處理方法難(nan)以(yi)在表麵硬(ying)度、心部(bu)的強度及變形小等同時(shi)達到要(yao)求。四川某廠(chang)按日本圖樣生(sheng)產的汽車曲軸 ,材料為 45 鋼(gang) ,采(cai)用調(diao)質(zhi)處理後 ,再作 QPQ 鹽浴複合處理 ,在大量生產(chan)條件下 ,化合物(wu)層(ceng)深度達到 15μm 以(yi)上(shang) ,表麵硬度達到 600HV 以(yi)上(shang) ,超過了日本要求的技術指標 :化合物層深(shen)度為 13μm 以(yi) 上 ,硬度為 500HV。曲軸徑(jing)處理後的使用性能(neng)及使用壽(shou)命(ming)都有(you)明(ming)顯改善和(he)提高。
2.凸(tu)輪(lun)軸是汽車發動機中又一重要零件 ,它(ta)和氣(qi)門挺杆組成(cheng)一對摩擦(ca)副。凸輪軸除在工作過程中承受一定的彎曲和扭轉載荷以外 ,主要是凸輪部分承受變化的擠壓(ya)應力和與挺杆的摩擦。凸輪軸的主要損壞形式是凸輪部分磨損和粘著磨損 ,以及(ji)凸輪表麵因擠(ji)壓應力(li)的反複作用而造成麻(ma)點或(huo)表麵剝落。因此凸輪軸除(chu)了要求有一定的強度和剛(gang)性以外 ,還應具(ju)有良(liang)好(hao)的耐疲勞性能和耐磨性能。而QPQ 鹽浴複合處理技術特(te)點在於 :化合物具有極高的耐磨性 ,可以減(jian)少磨擦係數 ,從而減少凸輪的磨損(sun) ,避免(mian)粘(zhan)著現象(xiang)的產生 ,同時由於(yu)擴(kuo)散層可(ke)以大幅度提高疲勞強度 ,減少(shao)凸輪表麵產生麻點(dian)或剝落(luo)的可能性 ,延長(zhang)凸輪軸的使用壽命。例如上海(hai)桑(sang)塔(ta)納(na)轎(jiao)車廠生產的合金鑄鐵凸輪軸 ,經(jing) QPQ 鹽浴複合處理後 ,滲層的硬度和深度都(dou)超過了該廠要求的指標 ,而在外觀和防鏽性能方麵優(you)於原上海桑塔納產品。
3.汽車的氣門是在高溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下(xia)工作的零件 ,尤其是在排(pai)氣門與氣缸相(xiang)接(jie)觸的麵 ,溫度高達 600~700 ℃。因此它要求工作(zuo)麵耐熱(re)蝕、熱疲勞、耐磨損。氣門(men)經預(yu)熱處理並達到規定的要求後再進行(xing) QPQ鹽浴複合處理 ,可在其(qi)表麵形成 5μm 以上的化合物層 ,使氣門在高溫狀態下的耐蝕、耐磨、耐疲勞性能大幅(fu)度提高。我(wo)國幾(ji)家(jia)專(zhuan)業氣門廠家應用該(gai)項技術後 ,其產品性能明顯提高。美國康明斯(si)發動機的氣門經 QPQ 鹽浴複合處理後 ,其耐磨性比鍍硬鉻(luo)高2倍(bei) ,並成功(gong)地(di)解決(jue)了六(liu)價(jia)鉻公害問(wen)題(ti)
2、在模(mo)具製造(zao)上的應用
QPQ 鹽浴複合處理技術廣(guang)泛適用各(ge)類模具 ,主(zhu)要用於提高已(yi)熱處理的模具壽命或直接用於替(ti)代模具的熱處理。
近(jin)年來鋁(lv)合金建(jian)築型材的用量(liang)迅速(su)增加 ,用於鋁合金成型(xing)的模具消耗量也(ye)隨之增加(jia) ,這類成型模具在中外合資企業或外資(zi)企業都采用 H13 (0135 %C 5 %Cr 1. 5 %Mo 1 %V 1 %Si) 熱作模具鋼製造。H13鋼模具經淬(cui)火回(hui)火 ,然(ran)後再作 QPQ 鹽浴複合處理後 ,在模具內孔(kong)形成厚度 10μm 以上的化合物層 ,硬度在900HV 以上。四川(chuan)省的幾家鋁材廠及湖(hu)北(bei)某汽車廠生產的擠壓模具經上述(shu)處理後 ,模具的使用壽命均(jun)提高了 2~3 倍。
成都某廠的汽車橡膠油封(feng)圈(quan)模具 ,原來采用 45 鋼淬火 ,但(dan)由(you)於模具內(nei)腔形狀複雜 ,熱處理時拋光麵的粗糙度遭(zao)到破壞 ,腔(qiang)內許多花紋(wen)無法(fa)再加工 ,粗糙度和尺(chi)寸精度達不到要求 ,因而壓製不出合格(ge)的橡膠(jiao)油封圈。為(wei)了壓製出合格的橡(xiang)膠油封圈 ,該廠將(jiang) 45 鋼製模具先進行調質處理 ,硬度達到(dao) 220HBS 左 右(you) ,以便降低精車加工的粗糙度 ,內部花(hua)紋手(shou)工刻出 ,模具加工好以後進行 570 ℃、2h 氮化的QPQ 鹽浴複合處理。模具表麵形成氧化膜、15μm 左右(you)的化合物層和 015mm 左右(you)的擴散層 ,用這種方法製造的模具成本低(di) ,壽命長 ,精(jing)度高 ,壓製的橡膠密(mi)封圈質量達到了日本進口產品(pin)的水(shui)平 ,填補了國內空白。
3、在刀具上的應用
QPQ 鹽浴複合處理技術在刀具上的應用相當(dang)廣泛。無論是常用的鑽頭、銑刀(dao)還是其它刀具 ,經 QPQ鹽浴複合處理後 ,刀具的使用壽命明顯提高 ,尤其是在挽救(jiu)廢品刀具使其恢複並(bing)提高表麵硬度方麵有獨特功能。有關研(yan)究(jiu)部門曾分別(bie)對 3 家工具廠的鑽頭(tou)進行了 QPQ 鹽浴複合處理前後的壽命對比(bi)試驗(yan)。
試驗結果(guo)如表 1。


結果表明 ,鑽(zuan)頭經 QPQ 鹽浴複合處理後可使鑽頭的壽命提高 2~3 倍。
4  結束(shu)語
QPQ 鹽浴複合處理技術發展到今天(tian) ,其用途大都集(ji)中在提高產品的耐磨性、抗蝕性和減小(xiao)變形方麵 ,而在大量代替鍍鉻、代替不鏽(xiu)鋼、硬質合金和銅等方麵的研究工作卻(que)開展較(jiao)少 ,有著巨(ju)大的開發潛力。如大量的試(shi)驗數(shu)據和實際使用情(qing)況表明 ,QPQ 鹽浴複合處理可使普通(tong)碳鋼的抗蝕性超過鍍(du)鉻的 10倍以上 ,這對於有效解決鍍鉻的六價鉻公害(hai)問題而具有重大的社會意(yi)義(yi)。又(you)如銅(tong)價格較貴 ,是國家的戰略(lve)物資 ,根據磨損試驗 ,如將 45 鋼與青(qing)銅製造一對摩擦副改(gai)成 45 鋼與(yu)白口鑄鐵(tie) ,並實(shi)行 QPQ 鹽浴複合處理 ,則(ze)其耐磨性成 10 倍提高 ,由此看來 ,鑄(zhu)鐵代替青銅 ,不但降低成本 ,耐磨性也得到了提高。QPQ 鹽浴複合處理技術的核心 :無公害的鹽浴配方雖(sui)然長期(qi)由德國迪高沙公司獨(du)家壟斷 ,但我國機械(xie)部成都工具研究所經十餘年(nian)的研究 ,終於獨立(li)開發了新的鹽浴配(pei)方。專家鑒(jian)定該技術達到了國際先進水平(ping) ,無公害水平優於國外技術 ,該項技術已列為“九(jiu)五(wu)”期間國家級重點推(tui)廣項目 ,並已在我國現代化工業生產中產生了巨大的經濟(ji)效益和社(she)會(hui)效益

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