QPQ是Quench Polish Quench的縮寫,其原始完整的含意是:工件在液體滲氮(或液體氮碳共滲)并采用氧化鹽浴冷卻后,對表面進行機械拋光或研磨,再經氧化鹽浴表面氧化處理的工藝過程。有的將QPQ處理稱為淬火-拋光-淬火處理,這種理解值得商榷。因為液體滲氮(或液體氮碳共滲)的溫度一般采用530~580℃,低于Fe-N相圖中的共析溫度(約590℃),加熱時不發生α→γy的轉變過程,冷卻時也不發生γ→M的轉變過程。
在拋光后(hou)再次經過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)浴時,也只(zhi)是拋光后(hou)的表面氧(yang)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。始終不發生淬火(huo)過(guo)程(cheng)。
從(cong)QPQ處(chu)理(li)的(de)(de)(de)工藝過(guo)程(cheng)(cheng)可(ke)(ke)見,第一程(cheng)(cheng)序(xu)就(jiu)是(shi)液(ye)體(ti)滲(shen)氮(或液(ye)體(ti)氮碳共(gong)滲(shen)),只不(bu)過(guo)是(shi)采用的(de)(de)(de)冷(leng)卻方式必須是(shi)氧化鹽浴(yu)冷(leng)卻。第二程(cheng)(cheng)序(xu)是(shi)滲(shen)層表(biao)面拋光(guang)(或研(yan)(yan)磨),工件經過(guo)鹽浴(yu)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)表(biao)面不(bu)可(ke)(ke)避免地存在粗糙、多孔的(de)(de)(de)顯微層,經過(guo)機械拋光(guang)或研(yan)(yan)磨后,改善了表(biao)面的(de)(de)(de)光(guang)潔度(du),這(zhe)(zhe)時(shi)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性能(neng)可(ke)(ke)能(neng)略有下降。第三程(cheng)(cheng)序(xu)是(shi)拋光(guang)后的(de)(de)(de)工件表(biao)面在氧化鹽浴(yu)中受到氧化,這(zhe)(zhe)時(shi)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性能(neng)顯著提高(gao)。
QPQ處理及其(qi)他不同的(de)表(biao)面處理狀態在鹽霧(wu)試驗時的(de)耐腐蝕(shi)效果見表(biao)7-11。
由此可認為,QPQ處理所(suo)以得(de)到廣(guang)泛應用,是由于(yu)其氮化(hua)(或氨碳共滲)并在氧化(hua)鹽浴中冷卻,可獲得(de)高的(de)(de)表面硬度、耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)能(neng)(neng)、耐(nai)(nai)疲勞性(xing)能(neng)(neng)和拋光后再氧化(hua)獲得(de)的(de)(de)高耐(nai)(nai)腐性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)優良效果。
1. QPQ處理工(gong)藝
如前所述,QPQ處理主要有以下過程。
a. 液體滲(shen)氮(或液體氮碳共(gong)滲(shen))
液體(ti)滲氮(dan)(dan)或液體(ti)氮(dan)(dan)碳(tan)共滲工藝方法(fa)、效果及可能出現(xian)的缺陷參見本章液體(ti)氮(dan)(dan)碳(tan)共滲的有關內容。
b. 滲后(hou)冷卻
QPQ處理中滲(shen)氮(dan)(dan)或氮(dan)(dan)碳(tan)共(gong)滲(shen)工序中的冷卻方式必須(xu)采用氧化(hua)鹽(yan)浴冷卻。
氧(yang)化(hua)鹽(yan)是一種強堿(jian)性(xing)(xing)鹽(yan),pH值為12~12.5,熔(rong)化(hua)后的(de)鹽(yan)浴具(ju)有(you)強烈的(de)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)。
氧(yang)化(hua)鹽(yan)的(de)熔點不大于(yu)300℃,使用溫度(du)在350~400℃之間。工件在氧(yang)化(hua)鹽(yan)浴中的(de)保持時間,依據工件大小或多(duo)少控制在15~30min 即可。
在(zai)氧化(hua)鹽浴中保持后(hou),可依據(ju)工件(jian)的情況,采用空冷或水(shui)冷。
工件氧化后,在表面形成Fe3O4薄膜。
c. 工件的表面拋光
液(ye)體滲(shen)氮(dan)或(huo)液(ye)體氮(dan)碳共滲(shen)后并經氧化鹽浴冷卻的工件(jian),采用機械方法對表面進行拋光或(huo)研(yan)磨,將工件(jian)表面粗糙度提(ti)高至R.0.09~0.15μm即可(ke)。
d. 氧化
經(jing)機械拋(pao)光(guang)或研磨后的工件放(fang)入氧化鹽浴中再氧化。
氧(yang)化(hua)鹽(yan)浴(yu)與(yu)氮化(hua)冷卻鹽(yan)浴(yu)相同(tong),保持(chi)溫(wen)度在350~400℃,
保持時間可短一些,一般在5~10min.
2. QPQ處理生產中的相關(guan)問(wen)題
要(yao)進行QPQ處理(li)的工(gong)件(jian),也應有預先的熱(re)處理(li)、滲氮(dan)(或氨(an)碳共(gong)診)前的表面清理(li)、預熱(re)、處理(li)后的清洗(xi)、烘干和浸油程序(xu),這些(xie)程序(xu)的具體(ti)要(yao)求可參見本(ben)章(zhang)液體(ti)氮(dan)碳共(gong)滲的相關內容。
同(tong)樣,不銹鋼PQP處理工藝參(can)數及處理后可獲(huo)得(de)的滲(shen)(shen)層效(xiao)果可參(can)見本章(zhang)液體氮碳共(gong)滲(shen)(shen)的相關(guan)內容。