QPQ盐浴氮化复合处理技术在机械易损件及工业易损件上的应用.docx

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1、QPQ盐浴氮化复合处理技术在机械易损件及工业易损件上的应用一、什么是QPQ技术“QPQ”是英文“Quench-Polish-Quench”的缩写。原意为淬火快冷）一抛光一淬火（快冷）， 从专业上来讲，这种说法不够确切，但在国际上已经习惯地沿用至今。并被普遍采用。QPQ技术是一种复合型技术，复合的含义，在方法上是指它是在氮化盐浴和氧化盐浴 两种盐浴中处理工件，实现了氮化工序和氧化工序的复合；渗层组织上是氮化物和氧化物的 复合；性能上是耐磨性和抗蚀性的复合；工艺上是热处理技术和防腐技术的复合。通常硬化技术只能提高金属的耐磨性，防腐技术一般只能提高金属表面的抗蚀性，而 QPQ技术则可以同时大幅度提高

2、金属表面的耐磨性和抗蚀性，而且提高的幅度比常规硬化 技术和防腐技术高10倍以上，因此它被称为冶金学领域内的革命性新技术。同时该技术还 具有工件几乎不变形、元公害、节能等优点。QPQ技术的核心是其无公害的盐浴配方。该配方由德国迪高沙公司实行可口可乐式的 独家国际垄断，只向用户提供处理产品的已经熔化的成品盐和生产设备，从不提供盐浴配方。世界上一些著名的大公司都从德国引进了成套设备技术。美国通用电器公司羁这项新技 术成功地取代了内燃机车缸套的镀硬铬工艺，消除了六价铬对环境的污染，并提高了缸套的 耐磨性和抗蚀性。美国康明斯公司乖J用此项技术解决了进、排气门的耐磨抗蚀问题。德国 大众轿车的凸轮轴，奥地利

3、斯太尔重型汽车驱动桥减速器的内齿轮也采用了这项技术。该技 术几乎被日本所有汽车厂家采用，其中本田公司有五座大型自动化设备分设于国内外，处理 零件150多种，年处理量达6万吨。现在该技术已被德国、美国、英国、法国、瑞士、奥地利、俄罗斯、日本、印度等40 多个国家采用，用于各种耐磨件和抗蚀件。我国的戚墅堰机车车辆厂、山东潍坊柴油机厂、杭州汽车发动机厂等厂于八十年代末以 60-90万美元从德国引进了成套设备技术，分别用于机车缸套，汽车曲轴等零件，但必须高 价从国外进口生产甩盐。二、QPQ技术的特点中国机械装备（集团）公司成都工具研究所经过长期试验研究，于上个世纪八十年代初期 率先打破了德国对这项技术

4、的独家国际垄断，独立开发了成分独特的盐浴配方，其无公害水 平优于德国，达到国际领先水平。我公司推广的QPQ技术实行大量生产已有十多年历史，现有用户已达100多家，应用 的产品有数百种之多。涉及到汽车、摩托车、纺织机械、轻化工机械、枪械、机床、仪器 仪表、齿轮、模具、工具等几十个行业。该技术的生产用盐已销往朝鲜，台湾。由于该技术具有国际先进水平，并创造了很好的经济效益和社会效益，为国家作出了较 大贡献，被确定为国家级新产品，“九五“国家重点推广科技项目。先后荣获四川省科技进步 一等奖，国家科技进步二等奖等各种奖励。从盐浴的有效成分，工艺过程，渗层的结构与性能等方面来说，我所的0P。技术与德 国技

5、术几乎完全相同，但此外我所的QPQ技术还有以下特点：1、无公害水平高我所独立开发的成分独特的氮化盐浴配方，其中添加了一种特殊的氧化剂，使盐浴中的 氰根含量仅为德国的1/10，无公害水平更高。2、渗速快与迪高沙公司的盐浴相比，我所的盐浴渗入速度更快，在氮化温度比迪高沙公司技术低 10C的情况下可以达到同样的渗层深度。3、设备简便实用，价格低廉与迪高沙公司相比氮化盐浴不必通压缩空气。迪高沙公司的生产线为双轨密封设备，我 所为单轨开放设备，不仅便于操作维修，而且大大降低成本，因此成套设备的费用不到进口 的 1/5。4、生产用盐价格便宜我所开发的QPQ技术生产用盐大部分采用普通工业原料，因此售价不到进

6、口盐价格的 1/3，国内最低。5、终身技术服务可向用户提供QPQ生产线的主要设备，辅助设备，检测设备等全部设备，免费对用户 进行技术培训，到现场指导用户投产，长期对用户负责，并实行终身免费技术服务。三、QPQ技术的工艺过程和渗层的影响因素1、QPQ技术的基本工艺过程：清洗剂清洗一一清水漂洗一一预热一一盐浴氮化一一盐浴氧化冷水清洗一一热水 清洗自然干浸油经过大量工艺参数试验和长期生产实践的验证，最终确定，一般的结构零件的QPQ处 理工艺规范大体如下：预热（空气炉）：350-400C，20-30min氮化（盐溶炉）：550-570C，2-3h氧化（盐溶炉）：370-400C，15-20min高速钢

7、工具的氮化规范：530-560C，10-40minCr12MoV类钢的氮化规范：520-530C，2h根据工件的基体材料，使用条件等因素，对每种产品制定具体的生产工艺。2、渗层形貌QPQ处理后的渗层组织，由外向内由三层组成：即氧化膜，化合物层，扩散层。图1 为金相显微镜下观察到的45钢的渗层组织（由于制样保护的原因，一般很难观测到氧化膜）。圈145钢的渗层组织 x360氧化膜是铁的氧化物(Fe3O4)，可以提高金属表面的抚蚀性，美化工件的外观。皇与亿 舍物层一起构成了抗蚀性极高的综合抗蚀层。同时这层氧化膜对提高耐磨性也毒一定作用。化合物层俗称白亮层，为铁的氮化物(Fe23N)，是QPQ技术所形

8、成的渗层组织中最重 要的部分。化合物层耐磨性极高，抗蚀性也极高，通常渗层质量的好坏多以化合物层的厚度 和致密度来衡量。扩散层是氮渗入铁的晶格中形成的固溶体，它可以提高金属的疲劳强度，对提高普通碳 钢和低合金钢的耐磨性和抗蚀性作用不大，但高速钢、不锈钢等高合金钢的扩散层要硬度可 以达到1000HV以上，因此有很高的耐磨性。在化合物层最外面往往有一层海绵状或柱状多孔区，一般称之为疏松层。疏松层硬度低， 耐磨性差，通常认为它会影响产品的使用寿命，应加以控制。3、渗层形成的影响因素渗层形成的影响因素主要指氮化工序的氮化温度、氮化时间、氰酸根含量的影响，基体 材料也对渗层有较大影响。氮化温度的影响：化合

9、物层的深度随着氮化温度的升高几乎成直线增加，但氮化温度对 化合物层的表面硬度影响较小。氮化温度超过570C，疏松层会加重。氮化时间的影响：化合物层的深度随着氮化时间的加长而增加，氮化时间增加到3小时 以后，化合物层增加缓慢，疏松层加重。氰酸根的影响：氰酸根含量的增加，会提高渗速，增加渗层的深度，因此氰酸根含量不 能太低，但过高的氰酸根含量也会加剧疏松的形成，因此氰酸根的含量应该控制在一定的范 围内。氧化规范对化合物层的深度，硬度和致密度没有影响。4、基体材料的选择与预先热处理基体材料所含的合金元素不同直接影响到渗层的硬度和深度，通常认为合金元素可以提 高渗层硬度，而减少渗层深度；同时由于基体材

10、料成分的不同，预先热处理的硬度不同，抗 回火能力不同，影响到QPQ处理以后基体心部的硬度。钢中的含碳量对化合物层深度影响不大，对渗层的表面硬度影响也不大。常见材料在QPQ处理前的预先热处理大体上有如下几种情况，现根据钢的含碳量和抗 回火能力的不同，分别加以说明。低碳钢：20、20Cr、20CrMo、18CrMnTi等低碳钢、低碳合金钢一般都不作予先热处理， 即使先进行淬火或正火，QPQ处理后基体硬度也会大幅度下降。中高碳钢：45、40Cr、T12、GCrl5等中高碳钢、中高碳低合金钢，由于抗回火能力并 不强，QPQ处理后淬火硬度不能保持，这类材料如果要求较高的心部强度，QPQ处理前应 该进行调

11、质处理。高合金钢：对于高速钢、Crl2MoV、3Cr2W8V、5CrMnM0及H13等高合金钢，由于具 有很高的抗回火能力，所以在QPQ处理前可以进行予先淬火。QPQ处理后，工件基体仍然 保持高硬度。综上所述，对要求整体高硬度的工件，如切削工具和某些模具应选择抗回火能力高的 高合金钢，如高速钢、高铬钢等，并预先进行淬火，QPQ处理后可以保持基体的高硬度。 对整体强度要求较高的工件，应选用中高碳的碳钢或低合金钢，并预先进行调质，QPQ处 理后可以保证工件的整体强度。没有整体硬度或强度要求的工件可以选择廉价的低碳钢或中 碳钢，不必进行预先热处理。常见材料的QPQ处理规范，渗层的表面硬度和化合物层深

12、度如表1。表1常用材料的处理规范及渗层硬度深度心5itKur tti即杓K HVran心57Q2-1i上-场州有.制.日眸5用iWQ-呷nw15. JQCt.硕:诞币此月应诚质57DftOO-TOL2-2OT8. TL2. G&L6不性理至技肯5用&OQ-TO12-20IkM-MSSCMJdaI血fi-15ii.ir- ii：nBTO2-3：fiWIOOOB-io剖1stwa3-n-TM-SKJBrl&削a用Cr|2嬴ii濯我-巫业2-1m -looo0-L5.叩。刨KiAS出汁k ，火SUB一冷X,君太Ui.l-U.7湘碰2-S郦-碰囱mQ. 15-0.30g-：Si-ii ll：IHg5C

13、r2Jbii-1N570x湘咨T信.津 U.EEru.(Krrsoo tikin南2-3aw-imii四、QPQ技术的渗层性能1、极高的耐磨性在试验室进行的严格的滑动磨损试验（图2）表明，40Cr钢经QPQ处理后，耐磨性可以达到常规淬火的30倍，低碳钢渗碳淬火的14倍，离子氮化的2. 8倍，镀硬铬的2. 1倍。对45钢进行的滚动磨损试验取得了与滑动磨损试验类似的结果。图2 滑动磨损试验比较图2、极好的抗蚀性（1）露天放置试验在四川盆地潮湿的条件下，进行了室外露天遮雨放置试验，这更接近大多数产品的存放 条件。试验结果如表3, 45钢经QPQ处理后，抗蚀性可以达到镀硬铬的16倍，lCrl3不锈 钢

14、的26倍，1Crl8Ni9Ti不锈钢的4. 5倍。表2露天放置抗蚀性比较试验序号试样种类开始生锈时间（天）相对抗蚀性比1QPQ处理（45钢）36412lCrl8Ni9Ti801/4.53镀装饰铬551/6.64镀硬铬231 / 165lCrl3141/266发黑51/73（2）盐雾试验在试验室条件下进行了标准的5%NaCl水溶液盐雾试验（图3）表明，经QPQ处理的45 钢抗盐雾腐蚀能力为1Crl8Ni9Ti不锈钢的5倍，镀装饰铬的35倍，1Crl3不锈钢的40倍， 镀硬铬的70倍，发黑的280倍。(5二、)旬堇震鼓一土图3盐雾试验抗蚀性比较图3、良好的耐疲劳性能QPQ技术可以使钢、铁材料的疲劳

15、强度提高20 一 200%。疲劳强度提高幅度的大小受 基体材料的种类、予先处理状态、QPQ处理的工艺参数等因素的影响。对调质状态的45钢进行的滚动弯曲疲劳试验表明，QPQ处理后疲劳强度提高 40%多。4、极微小的变形由于QPQ技术的处理温度低于钢的相变温度，处理过程中基体上不会发生组织转变， 因此没有组织应力产生。所以它比发生组织转变的常规淬火、高频淬火、渗碳淬火所产生的 变形小得多。处理前后工件尺寸形状变化极小是QPQ处理技术的一大特点，利用这一特点解决了很 多常规方法无法解决的变形难题。在正常情况下，处理前后工件尺寸的变化量大约为0.01mm 左右，通常外径增大O.005mm，内孔缩小O.

16、005mm。五、QPQ技术与相邻技术比较1、与盐浴软氮化比较首先由于盐浴软氮化的盐浴中含有13%的氰根，清洗工件的排放水污染环境，这种方 法现在已经被禁止使用。QPQ技术则不污染环境，完全符合环保排放标准。其次盐浴软氮化盐浴中的有效成分氰酸根的含量仅为16-28%，QPQ技术渗氮盐浴中 的氰酸根含量高达3238%。因此盐浴中的氮势更高，渗速更快，渗层的耐磨性 更高。由于QPQ技术比盐浴氮化增加一道氧化工序，使化合物层钝化，大大提高抗蚀能力。同时在化合物层外面生成抗蚀性很强的的Fe3O4氧化膜，因此QPQ技术的抗蚀性远远高于 盐浴软氮化。2、与气体软氮化和离子氮化比较气体软氮化虽然不用氰化物作原

17、料，但反应产物中仍然含有剧毒的氰化氢气体。例如， 由氨气和吸热式气体构成的软氮化气氛中，氰化氢含量高达620X10-6即使在气体排放口 点燃也达不到排放标准。因此气体软氮化并非无公害。国外对盐浴软氮化与气体软氮化及离子氮化技术进行了严格的磨损试验，其结果是盐浴 渗氮的耐磨性最好，最稳定，而气体软氮化及离子氮化质量不稳定，耐磨性高低相差很多。 QPQ技术不仅耐磨性比气体软氮化和离子氮化高，抗蚀性更是气体软氮化和离子氮化无法 与之相比的。3、与渗碳和碳氮共渗比较工件渗碳淬火以后得到的表面渗层组织为淬火回火状态的含碳马氏体，有时含有一定量 的Fe3C碳化物。碳氮共渗工件淬火后的表面渗层组织不是单纯的

18、马氏体，其中含有少量的 氮，所以耐磨性比渗碳件高。QPQ技术的主体工艺是盐浴渗氮，盐浴渗氮的表面层为氮化 物层，含氮的浓度远远高于氮碳共渗，因此QPQ技术的耐磨性比渗碳和碳氮共渗高得多。采用QPQ处理代替渗碳和碳氮共渗，除了提高耐磨性以外，常常是为了减少工件的变 形，当然，有时也为了提高工件的抗蚀性。4、与高频淬火和整体淬火比较由于QPQ技术的工艺温度低，在钢的相变点以下，因此与高频淬火和整体淬火相比， 工件的变形小得多。高频淬火和整体淬火件改用此技术，除了提高耐磨性外，大都为了解决 淬火变形问题。QPQ技术代替整体淬火的前提条件是处理后工件的整体强度能够达到技术要求，必要 时工件可以予先进行

19、正火或调质。对尺寸小于5mm的薄件、小件QPQ处理后整体强度有 较大幅度的提高，可以考虑不必进行预先热处理。5、与电镀抗蚀技术比较即使碳钢经QPQ处理以后，也具有极高的抗蚀性。QPQ处理后的抗蚀性与铜镍铬三层 复合镀处于同一水平，远远高于镀硬铬，镀装饰铬，镀镍。同时应指出，除镀硬铬以外，一般的电镀防护层不具备高的耐磨性，而QPQ技术赋予 金属的耐磨性比普通的硬化技术还高。常规的镀铬技术存在着严重的环境污染问题其六价铬离子的公害问题比氰化物的危害 还大，并且难以消除。另外，与电镀技术相比，QPQ技术成本低廉，它的投资成本和能源成本均不到镀硬铬 的一半。它的处理成本只有镀硬铬的60%多，低于Cu-

20、Ni-Cr三层复合镀，可以说这是一种 物美价廉的抗蚀新技术。六、QPQ技术的实际应用QPQ技术适用于各种钢铁材料，包括纯铁、结构钢、工具钢、不锈耐热钢、铸铁及铁 基粉末冶金件。可以代替软氮化、离子氮化等表面强化工艺，大量代替高频淬火、渗碳淬火 等硬化工艺，大大提高金属表面的耐磨性。可以代替发黑、镀硬铬、镀装饰铬、镀镍等表面 防腐技术，大大提高金属表面的抗蚀性，降低生产成本。1、汽车、摩托车零件的应用汽车、摩托车是应用QPQ技术最多的行业。在国外汽车的曲轴、凸轮轴、气簧、扭转 盘等汽车零件的年处理量由数百万件到数千万件，而气门的处理量竟达3. 45亿 件。本所开发的QPQ技术已向四川、江苏、云南

21、等几家专门生产曲轴的工厂进行了技术转 让，并已大量投入生产多年，生产了多种类型曲轴，其中包括五十铃曲轴等国外引进产品。QPQ技术已在专业气门厂大量用于进气门和排气门的生产，十多年来生产的QPQ处理 气门已在国内多家汽车厂大量装机使用。近年来QPQ技术在汽车活塞环上得到了很好的应用，已有多家活塞环厂用该技术大量 处理活塞环，其中包括江苏等中外合资活塞环生产厂。不仅有普通材料的活塞环，还有要求 渗层较深的不锈钢活塞环。QPQ技术用于处理汽车的气弹簧活塞杆也取得了很好的效果。北京、天津、江苏、广 西等地已有多家气弹簧活塞杆厂应用了 QPQ技术，其中包括中美合资厂，使用效果远远优 于镀硬铬的活塞杆。重

22、庆一家生产摩托车的工厂采用QPQ技术对摩托车连杆的机械加工工艺进行了较大的 改革，连杆的内孔加工以镗带磨，大大节约了加工工时，降低了生产成本。生产的大量摩托 车连杆，供应全国多家摩托车厂使用。现在又有几家摩托车连杆的生产厂 准备采用这项技术。某中美合资专业摩托车齿轮生产厂自1992年采用QPQ技术大规模生产以来，产品质量 稳定提高，齿轮的耐磨性大幅度提高，啮合噪音大大减少，已经向全国5家摩托车厂大量 供应QPQ处理的摩托车齿轮。2、纺织机械零件山西某纺织机械厂从德国引进一种新型的尼龙纺织机械一一弹力丝机，其中有一关键件 为细长薄壁的热轨，长3.25m；壁厚仅2mm，由0Crl8Nil2Mo2T

23、i奥氏体不锈钢制成。我所 为该厂专门设计制造了坩埚直径700mm，深3.5m的大型成套设备，用这套 大型设备进行处理的热轨完全达到了德国热轨的技术要求，产品外观均匀一致，美观 漂亮，已投产十多年。江苏某纺织机械厂和山西某机械厂先后从日本引进络筒机。国内有的纺织机械厂采用发 黑处理络筒机零件，一周内就开始生锈，抗蚀性与进口件相差甚远。这两家厂采用了 QPQ 技术以后，络筒机零件的抗蚀性完全达到了日本引进的络筒机零件的抗蚀 性能水平。江西某厂从瑞士引进了整套梳棉机，其中大量零件要求高的耐磨性和高的抗蚀性。该厂 采用了本所的QPQ技术对多种材料进行了处理，经送瑞士检查，无论是渗层的硬度，还是 渗层的

24、深度以及性能方面均达到或超过了国外产品的水平，并投人大量生产。此外还有罗拉，定子，钢令圈等很多纺织机械零件采用QPQ处理，都得到了很好的效 果。3、机床零件的应用QPQ技术在机床行业有广泛的用途，其中包括机床丝杠、导轨、轴类零件、摩擦片和 机床电器铁心等。摩擦片采用渗碳法制造废品率高达20%，而且制造工序繁多。大连某厂采用QPQ技术 制造摩擦片，大量生产后废品率下降到零，而且处理后不用磨削。上海某厂从德国引进的机床电器新产品，其铁心为纯铁制造，要求防锈能力极高该厂 曾试验了多种表面防腐方法，均不能使铁心的防锈能力达到德国的技术要求。采用了 QPQ技术大量生产后电器铁心的防锈能力完全达到了德国铁

25、心所要求的抗蚀指 标。4、模具的应用QPQ技术广泛适用于各类模具，用于提高已热处理模具的使用寿命或直接代替模湖北某汽车厂用于热挤压耐热钢制的进气门和排气门的模具，由3Cr2W8V钢制造，一 副模具只挤压900件气门毛坯，就因产生龟裂而不能再用，QPQ处理后可以挤压2700件气 门毛坯，使用寿命相当于处理前的3倍。国内许多厂家利用QPQ技术处理铝合金压铸模，处理后压铸模的寿命一般都提高2倍 以上。国外有报道，用高速钢作压铸模，经QPQ处理后可提高寿命10倍以上。成都某厂用于制造歌舞厅用的多棱形装饰小灯泡时，原模具采用4Cr13不锈钢淬火后再 抛光的工艺，改为40Cr钢进行QPQ处理以后，模具的寿

26、命由23天延长到7天左右，并 大大降低了模具的生产成本。成都某厂生产的汽车橡胶油封圈模具，原采用45钢淬火，不能保证模具的尺寸精度和 内孔花纹的光洁度，压制不出合格的橡胶油封圈。后来采用45钢先调质，手工刻好所有花 纹，再进行QPQ处理。这样生产的橡胶油封圈尺寸精度和内孔光洁度均达到技术要求，并 且不再产生粘模现象，模具寿命长，达到了日本进口的水平，已连续生产10多年。5、刀具的应用已有江苏，青海，陕西等地多家专业工具厂用该技术处理高速钢钻头，钻头的使用寿命 普遍提高24倍，而且钻头寿命的分散度（最高钻孔数与最低钻孔数之比）大大降低。不管 处理前钻头寿命的分散度有多大，处理后钻头寿命分散度均降

27、到2左右。这说明QPQ技术 不仅可以大大提高钻头的寿命，而且对提高钻头质量的稳定性有非常好的作用。除专业工具厂外，还有一些飞机制造厂、重型机器厂、机车厂、以及各种机器制造厂 用这项技术处理各种自用刀具都取得了很好的效果。钻头的寿命普遍提高23倍，铣刀寿 命提高12倍，铰刀寿命提高2倍以上，齿轮滚刀寿命提高12倍，拉刀寿命提高4倍。6、开关零件的应用开关零件是近几年来采用QPQ技术较多的行业，在江苏，浙江等地已有5家开关厂大量 用于生产。多数厂用于低压开关，最近也有的厂家用于处理中高压开关。空气开关等低压开关中的很多冲压零件经QPQ处理后表面的耐磨性大幅度提高，因而 开关的寿命也成倍提高。同时零

28、件的抗蚀性也大幅度提高，因而也大大延缓了开关零件的生 绣时间。有的开关厂用QPQ技术来代替镀锌，也取得了很好的效果。7、齿轮、蜗杆的应用成都某厂的建筑用内齿圈，直径达200mm，渗碳淬火后变形大，废品率相当高。该厂 从采用了 QPQ技术以后，生产的成万件内齿圈没有一件因变形超差而报废，而且用户普遍 反映这种齿圈啮合噪音小。陕西某厂生产的汽车变速器内的1、2挡同步器齿轮，原来热处理变形超差严重，采用 QPQ处理后，齿轮变形很小，均在合格范围之内。以后又进行了台架试验，齿轮的各项性 能指标均符合技术要求。成都某厂生产的大型蜗杆，直径为100150mm，长度为11.5m，用退火状态的原材 料或调质材

29、料进行机械加工，加工后作QPQ处理。已有两家厂采用该技术连续45年生产 了大量蜗杆，满足了生产要求。8、易变形件的应用微变形是QPQ技术的一大优越性，很多用常规方法难以解决的硬化变形问题，采用这 种技术迎刃而解。采用这项技术解决变形问题前面已经介绍了弹力丝机热轨、机床摩擦片、 汽车的内齿圈等零件，下面是另一些实例。(1) 印刷线路板的层压夹具成都某无线电厂从国外引进的印刷线路板热冲设备，其中要求高抗蚀、高耐磨的层压夹 具只有极少量备件，急需国产化。该层压夹具为500x460x1.5mm的2Crl3不锈钢薄板，硬 化后的不平度要求O.5mm，试验了多种冷热机械加工方法，变形均达不到要求。采用QP

30、Q技术则一次试验成功，表面硬度达到60HRC以上(原要求40HRC)，抗蚀性 提高10倍以上，变形不平度可以控制在O.5mm以内。层压夹具的性能完全达到了国外样品 的水平。(2) 烟机零件.国内几家烟厂从国外引进的成套卷烟机上有一细长导轨件，尺寸为1370x30x3.5mm,上 面有42个定位孔，每个孔距都有严格的公差要求，而且上下两个导轨的42个孔要配对装配。国外采用电镀金刚石或气相沉积Fe3O4的方法制造，国内尚不可能用这两种技术处理 这样长的工件。湖南某厂采用我所的QPQ技术进行试验，经过反复改进，保证了导轨的孔 距公差，两片对装也完全合格，耐磨性也满足了生产要求。后来又有几家烟厂也采用

31、了这项 技术处理烟机导轨，都取得了很好的效果。(3) 收割器刀片稻麦收割器刀片要求高耐磨性、较好的韧性和弹性。这种刀片通常由O.75mm厚的65Mn 钢板制造，上面布满凸凹不平的锯齿，如用常规的热处理进行淬火，产生的弯曲变形无法压 平校正。收割器刀片采用QPQ技术进行处理，几乎不变形，因此处理后不必校正。而且刀片有 极高的耐磨性，良好的韧性和弹性。取得了良好的使用效果9、尚待开发的用途QPQ技术虽然在很多行业、很多产上得到了应用，但这只占可能用途的很小的一部分， 还有很多领域基本上是空白或很少应用，举例如下。(1)代替镀铬、镀镍试验说明普通碳钢经处理后其抗蚀性比镀铬高10倍以上，远远高于镀镍，

32、达到铜一镍 一铬复合镀的水平。目前只在代替镀硬铬方面有一些应用，在代替镀装饰铬，镀镍，铜一镍 一铬复合镀方面几乎没有应用。今后应该使尽可能多的镀铬件采用QPQ技术来代替，以便 大幅度提高产品的抗蚀性、耐磨性、尽量减少由镀铬引起的六价铬的公害问题。用它来代替 镀镍则可以大大降低成本，提高抗蚀性。(2) 代替某些不锈钢根据盐雾试验和露天放置试验，45钢经QPQ处理后其抗蚀性可以达到1 Cr13不锈钢的 20-_40倍，1Crl8N9Ti不锈钢的45倍，同时对盐、碱和弱酸也有很好的抗蚀性。这说明 屠碳钢经QPQ处理不仅可以代替不锈钢，而且抗蚀性可以大大提看，也将大大降低成本。 这种代替不锈钢的用途在

33、化工、化肥、轻工等方面有着广泛的应用前景。用低碳钢QPQ处 理代替1Crl8Ni9Ti不锈钢作浓碱电解槽，已经取得了很好的效果，大大降低了生产成本。(3) 代替某些硬质合金如将淬火的高速钢进行QPQ处理，其表面硬度可达1500HV(相当于91HPA)。这已达 到了硬质合金的硬度，表面具有极高的耐磨性。有很多耐磨件，表面要求极高的耐磨性时，常常用硬质合金来制造。如果采用淬火高速 钢经QPQ处理来代替硬质合金将会大大降低制造成本，特别是在制造重量较大的模具或耐 磨件时，节约的费用非常可观。(4) 代替铜作某些耐磨件对蜗轮、蜗杆、轴承、轴瓦等特殊耐屠件由于性能方面的特殊要求，常常用铜来制造， 价格极

34、其昂贵。试验表明，如将45钢与青铜制造的一对摩擦副改成45钢与白口铸铁制造， 并实行QPQ处理，则其耐磨性可以成10倍的提高，并大大降低生产成我们已经成功地用中碳钢作QPQ处理来代替青镉来制造某些蜗轮、蜗杆，使用效果也 很好。轴承、轴瓦及其它很多铜制耐磨件都可以试验以碳钢作QPQ处理来代替。这样不仅 大大降低成本，还可以提高耐磨性。汽车零件表面强化新技术QPQ盐浴复合处理在国内外的应用QPQ盐浴复合处理是最新金属盐浴表面强化技术，可以显著提高金属表面的耐磨、耐 疲劳和抗蚀性能。该技术的核心一无公害的盐浴配方，由德国底稿沙公司独家垄断、且极为 保密。世界各国都从该公司引进技术。该技术在国外的汽车

35、、机车、工程机械、机床、仪表、照相机、齿轮、工模具等行业广 泛应用。汽车行业应用最多。占总用量的60%。日本每年有6万吨零件采用这项技术。凡乎日本所有汽车厂都采用了这项技术、有的厂 原已拥有气体氮化等表面强化设备、仍然引进了这项技术。例如本团公司有五座大型自动化 的QPQ盐浴复合处理设备分设于国内外的工厂。本田公司有150多种汽车、摩托车零件采 用这项新技术。丰田公司、日产公司每月有100吨汽车零件采用此工艺处理。美国用该项技术替代汽车进气门、排气门的镀硬铬工艺取得了成功。40Mn钢进气门、 21-2N钢排气门与硬质合金轮加压对滚实验、气门失重情况的测量结果，可见QPQ盐浴复 合处理气门的耐磨

36、性比镀硬铬气门大约搞1倍，并可以避免 6价铬的公害。国内东风汽车公司从美国引进的10t柴油车康明斯发动机的进气门、排气门已采用了这种工艺、其产品具有黑色外观、其工艺文件上还注明了工艺方法和渗层技术要求、国外汽车 曲轴，从轿车、轻型车到重型车大都采用了这项技术。日本轻型车曲轴的渗层要求：化合物 层13gm，表面硬度2 500HV01。德国对重型车曲轴的渗层要求：化合物层212pm，表面 硬300HV10。上海桑塔纳轿车的合金铸铁凸轮轴采用德国成套技术，也是采用QPQ盐浴复合处理技 术，化合物层约为10pm，表面硬度600HV01 .奥地利斯太尔公司采用这项技术处理重型货车驱动桥轮边减速器内齿轮。

37、国外用这项技术处理的汽车零件还有离合器摩擦片、刹车控制系统的模数飞轮、保险框、 轴套、挡风玻璃摇臂、气簧活塞、悬挂支杆活塞、风扇电机轴、座椅滑轨、垂直驱动传动齿 轮及螺旋齿轮等各种耐磨、抗蚀件。根据英国华孚申热处理中心办的杂志1998年的一篇文章介绍，该技术应用成功的实例 很多，其中几种典型零件在世界范围内的年处理量为曲轴：230万件；凸轮轴：575万件； 气簧：6900万件;气门：34500万件；离合器摩擦片：75万件。国内山东潍坊柴油机厂、杭州汽车发动机厂等从德国迪高沙公司引进了这项技术，用于 汽车曲轴等零件。为了打破德国迪高沙公司对这项技术的国际独家垄断局面，成都工具研究所组织了专门 课

38、题组，经过大量实验独立开发了成分独特的盐浴配方，其产品渗层性能完全达到迪高沙公 司水平，而氮化盐浴中的氮根含量仅为其1/10，因而在无公害方面处于国际领先地位。序号材料处理方法硬度磨损值（mg）比相对磨损1400 rQPQ处理70HVO.221245QPQ处理650HVO.361.6340Cr镀硬铬813HVO.462.1440Cr离子氮化70HRCO.622.8520渗碳淬火63.5HRC3.1214640Cr高频淬火61HRC5.1 823.7740Cr常规淬火58HRC6.4629.4由表1可见，40Cr钢QPQ盐浴复合处理后耐磨性为镀硬铬的2.1倍、离子氮化的2.8 倍、渗碳淬火的14

39、倍、40Cr钢高频淬火的23.7倍。在PQ1-6型常温弯曲疲劳试验机上进行试验。试样尺寸p7.5mm，转速300 r / mi n，应 力比R=-1。由实验结果可知，QPQ盐浴复合处理使调质的45钢疲劳极限由405MPa提高到 570Mpa，疲劳极限提高40%。标准盐雾试验结果表明，45钢经QPQ盐浴复合后的抗蚀性比1crl8Ni9Ti不锈钢高5倍、 比1Crl3不锈钢高40倍。比镀装饰铬高35倍。比发黑高140倍。目前，已有200多家工厂使用这项技术处理产品。汽车上应用比较成功的是发动机中几个关键件，如曲轴，进排气门，凸轮轴等。曲轴：对45钢调质曲轴进行QPQ盐浴复合处理，化合物层大于15p

40、m（五十铃曲轴13 pm）、表面硬度达到600HV0.1以上（五十铃曲轴500HV0.1），超过了日本五十铃曲轴的技术要 求。几年来处理过的多批曲轴，其中有铸铁曲轴和日本毛坯加工的曲轴，用户反映良好。该 技术已向四川省内燃机配件总厂进行了技术转让，用于汽车曲轴的生产。进、排气门：主要是4Cr9Si2钢制进气门和5Cr21Mn9Ni4N制排气门，在克服了不锈钢 表面钝化膜阻碍氮化等技术困难以后，渗层深度、表面硬度都达到了技术要求。该技术已向 湖北气门厂进行了技术转让，该厂生产的气门已大量用于重庆长安等车型，并拟代替二汽从 美国引进的康明斯发动机气门。凸轮轴：该技术用于上海桑塔纳轿车合金铸铁凸轮轴、渗层深度、表面硬度超过了图纸 要求，外观和防锈性能更好。重庆四沅凸轮轴厂的45钢凸轮轴，已进行了多批实验，渗层 指标均达到要求，台架实验初步表明，在耐磨性方面远胜于常规热处理方法，该厂准备完成 台架试验后，即正式采用这项新技术。工模具、量卡具：二汽等汽车厂采用该项技术先后多批量处理汽车用工模具卡具，一般 刀具提高寿命1.3倍、拉刀提高寿命4倍、气门挤压模寿命提高3倍、化油器铝合金压铸模 提高寿命2倍。同时，在量具、卡规等方面也很适用。应用实例一览表亨IT少 MH MIL la44三旦 二J.HM ttl ,9；rWU. I 4i|*#*i.Eq L H !KM twm. xm