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(guang)后(hou)再次經過氧化浴(yu)時,也只是拋光(guang)后(hou)的(de)表面氧化過程。始終不(bu)發生淬火過程。
從QPQ處理的(de)工藝過程(cheng)可(ke)見,第(di)(di)(di)一(yi)程(cheng)序(xu)就是(shi)液體滲氮(或(huo)液體氮碳共滲),只不過是(shi)采用的(de)冷卻(que)方(fang)式必須是(shi)氧(yang)化(hua)鹽浴(yu)冷卻(que)。第(di)(di)(di)二程(cheng)序(xu)是(shi)滲層(ceng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)拋(pao)光(guang)(或(huo)研(yan)磨),工件經過鹽浴(yu)處理后(hou)的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)不可(ke)避免地存(cun)在(zai)粗(cu)糙、多孔的(de)顯微層(ceng),經過機(ji)械拋(pao)光(guang)或(huo)研(yan)磨后(hou),改(gai)善了(le)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)光(guang)潔度,這時的(de)耐腐蝕性能可(ke)能略有下(xia)降(jiang)。第(di)(di)(di)三(san)程(cheng)序(xu)是(shi)拋(pao)光(guang)后(hou)的(de)工件表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)在(zai)氧(yang)化(hua)鹽浴(yu)中受(shou)到氧(yang)化(hua),這時的(de)耐腐蝕性能顯著提高(gao)。
QPQ處(chu)理(li)及其(qi)他不同的表面(mian)處(chu)理(li)狀態在鹽霧(wu)試驗(yan)時的耐(nai)腐蝕效果見表7-11。
由(you)此(ci)可(ke)認為,QPQ處理所(suo)以得到廣(guang)泛應用,是(shi)由(you)于其氮化(hua)(或氨碳(tan)共滲)并(bing)在氧(yang)化(hua)鹽浴(yu)中(zhong)冷卻,可(ke)獲得高(gao)的表面硬(ying)度、耐磨性(xing)能(neng)、耐疲勞性(xing)能(neng)和(he)拋光(guang)后再氧(yang)化(hua)獲得的高(gao)耐腐性(xing)能(neng)的優良效果。
1. QPQ處理工藝
如前所述,QPQ處理主要有以(yi)下過程。
a. 液體滲氮(或液體氮碳共滲)
液(ye)(ye)體滲氮(dan)(dan)或液(ye)(ye)體氮(dan)(dan)碳共滲工藝(yi)方(fang)法、效果及(ji)可能出現的缺陷參見本章液(ye)(ye)體氮(dan)(dan)碳共滲的有關內容。
b. 滲后冷卻(que)
QPQ處理中滲氮(dan)或氮(dan)碳共滲工序中的冷(leng)卻(que)方式必須采用氧化鹽浴冷(leng)卻(que)。
氧化(hua)(hua)鹽是一種強堿性(xing)鹽,pH值為12~12.5,熔化(hua)(hua)后(hou)的鹽浴具有強烈的氧化(hua)(hua)性(xing)。
氧(yang)化鹽(yan)的(de)熔點不大(da)于300℃,使用溫度在350~400℃之(zhi)間(jian)。工件在氧(yang)化鹽(yan)浴中的(de)保持時間(jian),依據(ju)工件大(da)小或(huo)多少(shao)控制在15~30min 即可。
在氧化鹽浴(yu)中保持后,可依(yi)據工件(jian)的情況,采用空冷(leng)或水冷(leng)。
工件氧化后,在表面形成Fe3O4薄膜。
c. 工件的(de)表面拋光(guang)
液(ye)體滲(shen)氮或液(ye)體氮碳共滲(shen)后并(bing)經氧化(hua)鹽浴冷卻(que)的工件,采(cai)用機械方法對表(biao)面(mian)(mian)進行拋光或研(yan)磨,將工件表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙度提高至R.0.09~0.15μm即(ji)可。
d. 氧(yang)化
經(jing)機械拋光或研磨(mo)后的(de)工件(jian)放入氧(yang)化鹽浴中(zhong)再氧(yang)化。
氧化鹽浴與氮化冷卻鹽浴相同,保持溫度在350~400℃,
保持時間可短(duan)一(yi)些,一(yi)般在(zai)5~10min.
2. QPQ處(chu)理生產中的(de)相(xiang)關問題(ti)
要(yao)進(jin)行QPQ處(chu)理的(de)工件,也應有預先(xian)的(de)熱(re)處(chu)理、滲氮(dan)(或氨碳(tan)共(gong)診)前的(de)表面清理、預熱(re)、處(chu)理后的(de)清洗、烘干和浸油程(cheng)序,這些程(cheng)序的(de)具體要(yao)求可參(can)見(jian)本章(zhang)液體氮(dan)碳(tan)共(gong)滲的(de)相(xiang)關內容。
同樣(yang),不銹(xiu)鋼PQP處理工藝參數及(ji)處理后可獲得的(de)滲(shen)層效(xiao)果可參見本章液體(ti)氮碳共滲(shen)的(de)相關內容。