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五金机械零件 QPQ 处理介绍

2025-02-12

QPQ 是 “Quench - Polish - Quench” 的缩写,意为淬火 - 抛光 - 淬火,是一种盐浴复合处理技术。它将黑色金属零件放入两种不同性质的盐浴中,通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层,从而实现零件表面改性,虽然没有常规意义的淬火,却能达到表面淬火的效果 。

工艺步骤
氮化:把五金机械零件置于 520°C - 580°C 的氮化盐浴中,盐浴中含有氰化钠、氯化钠等成分,零件在其中处理 1 - 3 小时,氮元素会渗透到金属表面,形成具有高硬度和耐磨性的氮化层。

抛光:从氮化盐浴取出零件后,通过研磨、喷砂或使用抛光机等手段进行机械抛光,去除零件表面的氧化物和不平整处,提升表面光洁度,降低摩擦系数。

氧化:将抛光后的零件放入 300°C - 400°C 的氧化盐浴中,处理 20 - 40 分钟,在零件表面生成一层致密的氧化铁氧化膜,大幅提升耐腐蚀性。

清洗干燥:对处理后的零件进行清洗,去除残留盐分和杂质,然后干燥,确保零件表面洁净,为后续使用做好准备。
检验:对零件的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行检测,验证处理效果是否满足使用要求。

技术特点
出色的耐磨性:在 570±10℃的工作温度下,金属与盐浴液体发生反应,在金属表面形成由 ε 氮化铁组成的致密化合物层,有效提高表面硬度和致密性,从而提升耐磨性能。例如 40Cr 材料的工件,QPQ 工艺的耐磨性是镀硬铬的 2.1 倍 。

优异的耐腐蚀性:以 45# 钢为例,经过 QPQ 处理后的耐腐蚀性是 1Cr18Ni9Ti 不锈钢的 5 倍,是镀硬铬的 70 倍,是普通发黑的 280 倍。其他材料经 QPQ 工艺处理后,中性盐雾测试能达到 100 - 300 小时。

良好的耐疲劳性:处理后的金属表面引入和产生很高的残余压应力,可提高抗疲劳强度 100% 左右,减缓表面缺陷产生。

极小的变形:由于工艺温度在钢的相变点以下,不会发生组织转变,并且氮化后在 350 - 400℃保温 15 - 20min,减少了冷却热应力,处理后工件几乎不变形,有效解决常规热处理方法难以解决的硬化变形难题。

低碳环保:QPQ 处理工艺过程无公害、无污染、不含重金属,可代替电镀等污染较重的工艺,发明该工艺的德国迪高沙公司因此获得德国环保大奖。
可替代多道工序:能代替常规的淬火(如离子氮化、高频淬火等)、回火、发黑、镀铬等多道工序,缩短生产周期,降低生产成本。大量生产数据表明,QPQ 处理与渗碳淬火相比可以节能 50%,比镀硬铬节约成本 30% 。

适用范围
适用材料:包括各种结构钢(如钝铁、Q235、20、20Cr 等 )、工具钢(如 T7 - T12、5CrMnMo 等)、不锈钢(如 0Crl3 - 4Crl3、201、304 等)、铸铁(如灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁等)以及各种铁基粉末冶金件。

应用行业:在汽车、摩托车、机车、内燃机、纺织机械、工程机械、轻工机械、泵阀设备、液压机械、印刷包装机械、化工机械、电动工具、农业机械、机床、工具和模具、高低压电器开关等行业中,对要求耐磨、耐蚀、耐疲劳、抗咬合等的零件,都可采用 QPQ 处理。

典型应用零件:像发动机气门、曲轴、缸套、齿轮、凸轮、轴承、主轴、滑块、转向臂、汽车雨刮器球头转轴、导轨、液压缸、万向节、连接销、各种模具、活塞、螺纹螺丝、螺栓螺母、泵体、高速钢钻头、枪管、各种刀具、法兰、键销、垫片、壳体等等。