QPQ盐浴复合处理技术介绍

精时金属科技

一、工艺简介

“QPQ”是英文“Quench—P0lish-Quench”的缩写。原意为淬火一抛光一淬火。它是在作了盐浴复合处理以后，为了降低工件表面的粗糙度，可以对工件表面进行一次抛光，然后再在盐浴中作一次氧化，这对精密零件和表面粗糙度要求较高的工件来说是非常必要的。在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术。QPQ盐浴复合处理技术，可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，而工件几乎不发生变形，是一种新的金属表面强化改性技术。这种技术实现了渗氮工序和氧化工序的复合；氮化物和氧化物的复合；耐磨性和抗蚀性的复合；热处理技术和防腐技术的复合。

QPQ盐浴复合处理技术在上世纪70年代由德国公司发明，经过几十年的不断地发展改进，应用范围越来越广，因此在国外被认为是金属表面强化技术领域内的巨大进展，把它称之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大量推广应用，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。

二、技术特点：

1、良好的耐磨性

QPQ工艺中，金属材料在570±10℃的工作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ε氮化铁组成，能够高效地提高金属表面的硬度、致密性、从而使金属表面拥有良好的耐磨性能。处理后金属材料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、低台金钢

    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

下图是40Cr材料的工件经过不同处理方式后所做的滑动磨损试验数据，以QPQ的磨损值0.22mg为基准，QPQ工艺的耐磨性是镀硬铬2.1倍，离子氮化的2.8倍，高频淬火的23.7倍以及常规淬火的29.4倍。

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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。

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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引入和产生了很高的残余压应力，其结果导致了大大提高各种类型的抗疲劳强度，经过试验证明可提高抗疲劳强度100％左右，减缓点蚀、锈蚀等表面缺陷的产生。

4、极小的变形

QPQ盐浴复合处理技术由于工艺温度低，在钢的相变点以下，不会发生组织转变，因此，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，处理后工件的变形要小得多。同时由于在570—580℃氮化以后，工件要在350—400℃保温15—20min，这会大大减少工件冷却时产生的热应力，因此QPQ盐浴复合工艺处理后工件几乎不变形，是变形最小的硬化技术，可以有效的解决常规热处理方法难以解决的硬化变形难题。

5、低碳环保

发明该工艺的德国迪高沙公司因为此工艺获得德国环保大奖。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、不含重金属的。并用以代替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。

三、应用范围
) _4 V: K8 `' Q7 Y2 c* A2 {1、最适用的材料：

    各种结构钢：钝铁、Q235、20、20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo、35CrMo、42CrMo、45、40Cr、50CrV、65Mn、38CrMoAl。

    各种工具钢：T7~T12、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、GCrI5、HI3(0．35％C、1．5％ Mo、5％Cr、1％Si、1％V）、Cr12MoV、各种高速钢。

    各种不锈钢：0Crl3 ～ 4Crl3、201、301、304、316、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Nil2MoTi、4Cr9Si2、5Cr21Mn9Ni4N。

    各种铸铁：灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁、耐磨合金铸铁。

各种铁基粉末冶金件

2、应用的行业：

    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、工具和模具等、高低压电器开关等上的要求耐磨、耐蚀、耐疲劳、抗咬合等零件。

3、典型应用：

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。

四、产品图片

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          气门                             套筒

                                                                                

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             缸套                         发动机内零件

五、技术参数

常规材料处理后表面硬度与渗层对照表

材料种类	代表钢号	前处理	氮化温度（℃）	氮化时间（h）	化合物层（μm）	总渗层（mm）	表面硬度HV0.1
中碳钢	45#	不处理或调质	565	1.5	17	0.3-0.5	550-700
中碳钢	40Cr	不处理或调质	565	1.5	15	0.2-0.4	550-700
冷模钢	Cr12MnMo	高温淬火	540	2.5	10	0.15-0.2	900-1000
氮化钢	38CrMoAl	调质	570	2	12	0.25-0.4	950-1000
铸模钢	3Cr2W8V	淬火高回	570	2.5	11	0.15-0.3	950-1050
热模钢	H13	调质	565	3	11	0.15-0.3	950-1100
热模钢	5CrMnMo	淬火	570	3	11	0.15-0.3	650-900
高速钢	W6Mo5Cr4V2	(刀具)淬火	550	0.25	2	0.05-0.1	HV0.051000-1200
高速钢	W6Mo5Cr4V2	（耐磨件）淬火	550	2.5	11	0.15-0.3	1000-1200
不锈钢	1Cr13；4Cr13	淬火	570	2.5	10	0.1-0.2	900-1000
不锈钢	1 Cr18Ni9Ti	淬火	570	2.5	10	0.1-0.2	950-1100
不锈钢	OCr18Ni12Mo2Ti	淬火	570	2.5	8	0.1-0.2	900-1100
碳素结构钢	08；10；10F	退火	570	2.5	15	0.3-0.5	500-650
碳素结构钢	35；40	不处理或调质	570	2.5	15	0.3-0.5	550-700
轴承钢	G Cr15	淬火、退火	565	2	10	0.15-0.3	800-1000
合金结构钢	50 Mn	退火	520	2	12	0.2-0.4	550-700
合金结构钢	30CrMo-35CrMo	淬火、退火	565	2	15	0.25-0.4	600-750
合金结构钢	38CrMoAlA-	淬火、退火	570	2	12	0.25-0.4	600-800
	38CrWVAlA
合金结构钢	38CrAlA-	淬火、退火	570	2	12	0.25-0.4	600-800
	40CrNiMoA
灰铸钢	HT200	淬火、退火	570	3	15	0.15-0.3	700-900
球墨铁	QT20-60	不处理	570	3	15	0.15-0.3	600-800

备注：1、在进行QPQ盐浴复合工艺之前，复杂零件需要在580℃以上温度下进行回火并随后缓慢冷却的调质处理。为补偿解决工艺处理后的轻微胀大，精密的零件处理前要在直径方向留有10±2μm的加工余量。
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十三不靠

谢谢