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(duì)表面進(jìn)行機(jī)械拋光或研磨,再經(jīng)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?yàn)橐后w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(shí)不發(fā)生α→γy的轉(zhuǎn)變過程,冷卻時(shí)也不發(fā)生γ→M的轉(zhuǎn)變過程。
在拋光后再次經(jīng)過氧化浴時(shí),也只是拋光后的表面氧化過程。始終不發(fā)生淬火過程。
從QPQ處理的工藝過程可見,第一程序就是液體滲氮(或液體氮碳共滲),只不過是采用的冷卻方式必須是氧化鹽浴冷卻。第二程序是滲層表面拋光(或研磨),工件經(jīng)過鹽浴處理后的表面不可避免地存在粗糙、多孔的顯微層,經(jīng)過機(jī)械拋光或研磨后,改善了表面的光潔度,這時(shí)的耐腐蝕性能可能略有下降。第三程序是拋光后的工件表面在氧化鹽浴中受到氧化,這時(shí)的耐腐蝕性能顯著提高。
QPQ處理及其他不同的表面處理狀態(tài)在鹽霧試驗(yàn)時(shí)的耐腐蝕效果見表7-11。
由此可認(rèn)為,QPQ處理所以得到廣泛應(yīng)用,是由于其氮化(或氨碳共滲)并在氧化鹽浴中冷卻,可獲得高的表面硬度、耐磨性能、耐疲勞性能和拋光后再氧化獲得的高耐腐性能的優(yōu)良效果。
1. QPQ處理工藝
如前所述,QPQ處理主要有以下過程。
a. 液體滲氮(或液體氮碳共滲)
液體滲氮或液體氮碳共滲工藝方法、效果及可能出現(xiàn)的缺陷參見本章液體氮碳共滲的有關(guān)內(nèi)容。
b. 滲后冷卻
QPQ處理中滲氮或氮碳共滲工序中的冷卻方式必須采用氧化鹽浴冷卻。
氧化鹽是一種強(qiáng)堿性鹽,pH值為12~12.5,熔化后的鹽浴具有強(qiáng)烈的氧化性。
氧化鹽的熔點(diǎn)不大于300℃,使用溫度在350~400℃之間。工件在氧化鹽浴中的保持時(shí)間,依據(jù)工件大小或多少控制在15~30min 即可。
在氧化鹽浴中保持后,可依據(jù)工件的情況,采用空冷或水冷。
工件氧化后,在表面形成Fe3O4薄膜。
c. 工件的表面拋光
液體滲氮或液體氮碳共滲后并經(jīng)氧化鹽浴冷卻的工件,采用機(jī)械方法對(duì)表面進(jìn)行拋光或研磨,將工件表面粗糙度提高至R.0.09~0.15μm即可。
d. 氧化
經(jīng)機(jī)械拋光或研磨后的工件放入氧化鹽浴中再氧化。
氧化鹽浴與氮化冷卻鹽浴相同,保持溫度在350~400℃,
保持時(shí)間可短一些,一般在5~10min.
2. QPQ處理生產(chǎn)中的相關(guān)問題
要進(jìn)行QPQ處理的工件,也應(yīng)有預(yù)先的熱處理、滲氮(或氨碳共診)前的表面清理、預(yù)熱、處理后的清洗、烘干和浸油程序,這些程序的具體要求可參見本章液體氮碳共滲的相關(guān)內(nèi)容。
同樣,不銹鋼P(yáng)QP處理工藝參數(shù)及處理后可獲得的滲層效果可參見本章液體氮碳共滲的相關(guān)內(nèi)容。