一、 盐浴液体氮化(QPQ)工艺:
工件在 570±10℃工作温度,在熔盐中将(硫)氮、碳等原子渗入工件表层,赋予工件超强耐磨、硬度高、耐 腐蚀、变形小、抗疲劳等诸多性能。熔盐本身是热载体和(硫)氮、碳原子活性原子, 它与工件表面能充分接触, 渗层及硬度均匀,稳定。对于耐腐蚀性能要求高且光洁度要求▽8 以上的工件,通常采用氮化后加氧化、抛光、再次氧化。经 NQPQ 处理后的工件表面具有富氧氮化层,在保证耐磨、减摩、不变形、抗咬死和抗疲劳强度不变的同时, 耐腐蚀性大幅提高,表面呈光亮黑色, 美观、实用。
盐浴氮化前的工艺要求 在盐浴氮化之前, 复杂零件需进行在不低于 580℃温度下正火并随后缓慢冷却的调质 处理或采用高淬高回的前热处理工艺,补偿解决氮化后的轻微变形,精密零件处理前要在直径方向留有 8±2μm 的 加工余量。
二、盐浴液体氮化(QPQ)广泛应用于:
1、应用的行业:
汽车零部件、轻工机械、液压机械、齿轮、工具和模具制造等多种行业。常用产品有:锯条、螺丝、曲轴、缸 套、柱塞、缸塞环、发动机气门、齿轮、蜗杆、钻头、刀具、高强度紧固件、销轴、铝压铸模、铝挤压模、塑料模、 缝纫机零件、电气动工具零件等……
2、常用的材料:
各种碳钢(20# 、45# 、40cr)
高速钢(W6Mo5Cr4V2 、W18Cr4V 、W12Cr4V4Mo)
铸模钢 热模 氮化钢(3Cr2W8V H13 38CrMo1)
不锈钢: 1Cr13 、2cr13 、201 、301 、304 、316 、1Cr18Ni9Ti)
球墨铸铁: QT20-60 、QT400-17 、KmQTMn6 各种材料硬度:
碳钢、低合金钢: HV 500~700 铸铁: HV 500~800
热模钢、铸模钢、冲模钢(Crl2 型): HV 700~1000
各种不锈钢、耐热钢: HV 800~1100
各种高速钢(淬火): HV 950~1200
三、盐浴液体氮化(QPQ)特点:
1、硬度
QPQ 处理后的硬度和常规淬火、高频、渗氮等处理的硬度,它们的金相组织是不同的,QPQ 处理的温度在 570±10℃液体里,通过原子渗入钢材,原子和钢材结合在一起,从而提高产品表面硬度和耐磨效果,经 QPQ处理后, 中碳钢、高速钢等耐磨性可以达到常规淬火的20倍,渗碳淬火的10倍, 离子渗氮的3倍,镀硬铬的5倍
2、极小的变形 :
QPQ 盐浴复合处理后工件几乎不变形,是变形*小的硬化技术,可以解决常规硬化方法及一些管材比较薄 容易变形无法解决的硬化变形难题。
3、环保、低碳:
QPQ 是无公害,无污染、不含重金属的新工艺,在欧美一些国家被广泛采用,并用以代替电镀等一些污染较重的工艺, 并且处理后的金属表面完全可以通过国际标准的有害物质检测 。
4、可替代工艺:
可大量替代离子氮化(高频淬火、渗碳淬火)―回火―发黑(镀铬)等多道热处理和防腐工序,大大缩短 生产周期, 降低生产成本。无公害水平高、不污染环境 尤其是不锈钢, 不锈钢处理后能达到硬度 HRC65 以上,解 决了不锈钢常规淬火硬度的问题。
5、耐腐蚀性
经过 QPQ 处理后, 中性盐雾测试能达到 100-300 小时, 比气体氮化、离子氮化、磷化、发黑、镀铬、镀洛 处理的耐腐蚀效果都强 3-10 倍。QPQ 工艺可替代发黑、镀硬铬、磷化、镀镍等……。
碳钢经 QPQ 处理后可替代某些不锈钢耐腐蚀产品。
盐浴液体氮化(QPQ)技术参数
一. 常规氮化材料硬度及渗层
常用材料氮化处理
材料种类
代表钢号
前处理
氮化温度
(℃)
氮化时间
(分)
化合物层
+
主
扩散层(
µm
)
表面硬度
HV0.1
碳素结构钢
08
;
10
;
10F
退火
580
120
15+250
400-500
碳素结构钢
35
;
40
不处理或调质
580
120
150+280
500-600
中碳钢
45#
不处理或调质
580
90
17+250
550-700
中碳钢
40Cr
不处理或调质
580
90
15+230
550-700
冷模钢
Cr12MnM
高温淬火
560
150
10+110
900-1000
氮化钢
38CrMoA1
调质
580
120
12+230
900-1000
铸模钢
3Cr2W8V
淬火高回
580
150
11+120
900-1000
热模钢
5CrMnMo
调质淬火
570
180
11+120
600-800
高速钢
W6Mo5Cr4V2
调质淬火
560
150
11+140
1000-1200
不锈钢
1Cr13/4
Cr13
调质淬火
570
150
10+100
900-1000
不锈钢
1Cr18Ni9Ti
调质淬火
570
150
10+100
950-1000
不锈钢
OCr18Ni12Mo2Ti
调质淬火
570
150
8+100
900-1000
轴承钢
G
Cr15
淬火;
退火
570
120
10+110
800-1000
合结构钢
50
Mn
退火
560
120
10+200
500-600
合金结构钢
30CrMo-35CrMo
淬火;
退火
560
120
15+240
600-700
合金结构钢
38CrA1A/40Cr
NiMoA
淬火;
退火
570
120
12+200
600-800
灰铸钢
HT200
淬火;
退火
570
180
15+150
700-900
球墨铁
QT20-60
不处理
570
180
15+150
600-800
注 解:
1. 化合物层, 即白亮层: 疏松(绒毛)层 + 致密层; 数据无争议。
2. 主扩散层, 即有效渗层; 由于分界线模糊,数据有无争议。
3. 扩散层 = 主扩散层 + 次扩散层
4.氮化层深度 = 化合物层厚度 + 主扩散层厚度
说 明: 处理时间相同时:
1. 随着盐浴活性增强,化合物层增厚,疏松(绒毛层)也随着增厚,致密层厚度几乎不变。
2. 随着处理温度升高,化合物层增厚,疏松(绒毛层)也随着增厚,致密层厚度几乎不变;
扩散层( = 主扩散层 + 次扩散层)厚度增加较大。
3. 随着处理时间的延长,氮化层深度而增加。
4. 检测方法: 金相法; 4%硝酸酒精腐蚀。
5. 上述数据均在大批量连续生产条件下的数据, 不是小试验条件下的数据。