QPQ表面处理在旋转接头中的应用及技术特点

QPQ表面处理技术,即QPQ盐浴复合处理技术,是一种新型材料表面处理技术。这种技术的出现实现了渗氮工序和氧化工序的结合、氮化物和氧化物的结合、耐磨性和抗蚀性的结合和热处理技术和防腐技术的结合。旋转接头转轴表面经过QPQ表面处理后,耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性可大幅增加,处理效果明显好于淬火工艺,且热应力集中和热变形小。 SMS西马克旋转接头公司加工的旋转接头砖轴及重要零部件均采购QPQ表面硬化处理。


工艺及发展历程:

对精密零件和表面粗糙度要求较高的工件在做完盐浴复合处理以后,对工件表面进行一次抛光,降低工件表面的粗糙度,然后再次在盐浴中做一次氧化。QPQ盐浴复合处理技术,可以在工件几乎不发生变形的情况下,大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性,是一种新的金属表面强化改性技术。

QPQ盐浴复合处理技术上世纪70年代起源于德国,经过几十年的不断地发展改进,应用范围越来越广,是金属表面强化技术领域内的一次巨大突破,被称为一种新的冶金方法。目前,QPQ盐浴复合处理技术在国内也得到推广应用,尤其在汽车、摩托车、轴类产品、电子零件、纺机、机床、电器开关、工模具上使用效果非常突出。

技术特点:

1、良好的耐磨性

QPQ工艺中,金属材料在570±10℃的温度下与盐浴液体发生反应,可以在金属表面形成一层品质优良的致密的化合物层。该化合物完全由氮化铁组成,能够有效地提高金属表面的硬度、致密性,从而使金属表面获得良好的耐磨性能。金属材料经处理后,其表面硬度值的高低主要取决于钢中的合金元素,合金元素含量越高,则其渗层硬度越高。按渗层硬度的高低,可以把常用材料分成以下几大类:

(1)碳钢、低合金钢

代表钢号:20、45、TiO、20Cr、40Cr等。渗层表面硬度:500—700HV

(2)合金钢

代表钢号:3CrW8V、Crl2MoV、38CrMoAl、1Crl3—4Cr13等。渗层表面硬度:850—1000HV

(3)高速钢、奥氏体不锈钢

代表钢号:淬火的Wl8Cr4V、W6Mo5Cr4V2及1Crl8Ni9Ti等渗层表面硬度:1000—1250HV

(4)铸铁

渗层表面硬度:>500HV

2、良好的耐腐蚀性

下图为45#钢经过QPQ盐浴复合工艺、镀装饰铬、镀硬铬和普通发黑处理后与1Cr18Ni9Ti不锈钢以及1Cr13材料的中性盐雾试验对比。可以看出45#钢经过QPQ处理耐腐蚀性是1Cr18Ni9Ti不锈钢的5倍,是镀硬铬的70倍,更是普通发黑的280倍。其他材料经过QPQ工艺处理后,中性盐雾测试能达到100-300小时。

3、良好的耐疲劳性

经过QPQ盐浴复合工艺处理后的金属表面产生了很高的残余压应力,大大提高工件抗疲劳强度。试验证明抗疲劳强度提高幅度可达100%左右,减少点蚀、锈蚀等表面缺陷的产生。

4、热形变小

QPQ盐浴复合处理技术工艺温度低于钢的相变点,工件不会发生组织相变,与产生巨大组织应力的淬火、高频淬火、渗碳淬火和碳氮共渗等硬化工艺相比,处理后工件的变形几乎可忽略不计。而且在570—580℃氮化以后,工件要在350—400℃保温15—20min,大大减少工件冷却时热应力的产生,因此QPQ盐浴复合工艺处理后工件变形量极小,有效解决了常规热处理方法硬化变形的难题。

5、低碳环保

发明该工艺的德国迪高沙公司因此获得德国环保大奖。在国内,QPQ处理工艺过程经有关环保部门检测鉴定,并经全国各地用户的实际使用证明是无公害,无污染,并用以替代电镀等一些污染较重的工艺。

6、可替代多道工序,降低时间成本

金属材料经过QPQ盐浴复合工艺处理后,在提高其硬度和耐磨性的同时还提高其耐抗腐蚀性,因此可以代替常规的淬火(离子氮化、高频淬火等)一回火一发黑(镀铬)等多道工序,大大了缩短生产周期,降低生产成本。大量的生产数据表明,QPQ处理与渗碳淬火相比可以节能50%,比镀硬铬节约成本30%,性价比高。

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