QPQ盐浴氮化与其它方式在耐腐蚀性方面的比较
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QPQ盐浴氮化与其它方式在耐腐蚀性方面的比较

  

       QPQ盐浴复合处理技术的复合二字说明它不是一种单一的技术。“复合”的概念首先体现在它是渗氮(氮碳共渗)和氧化工序的复合;在渗层组织上它是氮化物层与氧化物层的复合;在性能上它是高耐磨性与高抗蚀性的复合;在工艺上它是热处理技术与防腐技术的复合。此技术起源于渗氮技术,但高于渗氮技术,是高层次的渗氮技术;它属于一种硬化技术,但耐磨性又比普通硬化技术高得多,是更有效的硬化技术;它不是专门的防腐技术,但比常规防腐技术有更高的抗蚀性能,是一种硬化与抗蚀相结合的新技术。

    1、与盐浴渗氮(盐浴软氮化)比较

    首先由于盐浴渗氮的盐浴中含有1%-3%的氰根(CN-),清洗工件的排放水污染环境,这种方法现在已禁止使用。QPQ盐浴复合处理则不污染环境,完全符合环保排放标准。

    其次原盐浴渗氮盐浴中有效氛酸根含量仅为16%-28 %QPQ盐浴复合处理技术渗氮盐浴中氰酸根含量高达32%-38%。因此盐浴中的氮势更高,渗氮层中的氮浓度更高,氮的渗入速度更快,氮化物层的耐磨性更高。

 同时,由于在盐浴渗氮后增加一道氧化工序,因此QPQ盐浴夏合处理技术的抗蚀性远远超过镀铬等专门防腐技术,而且也大大提高了氮化物层的耐磨。

2、与气体氮碳共淮、离子渗氮比较

    气体氮碳共渗在耐磨性方面与盐浴渗氮相近,虽然不用氛化物作原料,但反应产物中仍生成剧毒氰化氢气体,例如,由氨气和吸热式气体组成的气体氮碳共渗,其中氛化氢含量高达620x 10 '6.即使在气体排放门点燃也达不到排放标准。因此气体氮碳共渗并非无害。

    QPQ盐浴复合处理中的盐浴渗氮工序中氛酸根含量比盐浴渗氮高10%-16%,因此渗层中的氮浓度也大大提高,其耐磨性比盐浴渗氮高,也比气体渗氮高。

国外对这种高氰盐含量的盐浴渗氮技术与气体氮碳共渗技术及离子渗氮技术进行了比较严格的磨损试验,如美国“Metal Progress”杂志提供的3种工艺的磨损曲线。如图2所示。

 

     2为一种液压泵齿轮进行了短期跑合、主跑合(94h)、过载跑合(21h)后侧量的磨损位。    由图2a可见,盐浴渗氮6件样品全部通过94h主跑合阶段,磨损值很小。

    由图2b可见,气体氮碳共渗件中有的耐磨性很差,没有通过94h的主跑合试验就发生急剧磨损,也有的通过了94h的主跑合磨损。这说明气体氮碳共渗质量不稳定。

    由图2c可见,离子渗氮件都没完成94h的主跑合就已发生了急剧磨损。

如果将上述试验中的盐浴渗氮件进一步作氧化处理,并实现QPQ盐浴复合处理的全部过程,试验件的耐磨性会进一步提高。综上所述,气体氮碳共渗和离子渗氮工艺均可用QPQ技术所代替。  

3、与渗碳和碳氮共渗比较   

渗碳工件淬火以后得到的表面渗层组织为淬火回火态的含碳马氏体,有时含有一定量的Fe3C,硬度通常为65HRC,碳氮共渗工件淬火后的表面渗层组织不是单纯的马氏体,其中含有一定数量的氮,所以碳氮共渗件的耐磨性比单纯渗碳件高。

    QPQ盐浴复合处理技术的主体工艺是盐浴渗氮,盐浴渗氮表面的氮化物层为Fe4NFe3N,耐磨性比碳氮共渗和渗碳高得多。图3为碳氮共渗件与盐浴渗氮件耐磨性比较。

    采用QPQ浴复合处理代替渗碳和碳氮共渗除了提高耐磨性外,常常是为了减少工件变形,当然抗蚀性也大大提高。

  4、与高频淬火、整体淬火比较

    由于QPQ盐浴复合处理技术的工艺温度低,在钢的相变点以下,因此与淬火时产生巨大的组织应力、加热应力的高频淬火和整体淬火相比,工件变形小得多。因此很多高频淬火件和整体淬火件改用此技术,除了提高耐磨性外,大都是为了解决淬火变形尺寸超差间题。

    QPQ技术代替整体淬火的前提条件是QPQ处理前,结构件本身的强度能够达到技术要求,因为QPQ盐浴复合处理除极薄和极小件(<5)外,对工件整体强度影响不大。当然工件可以预先正火或调质,以便提高其心部硬度。

    5、与电镀抗蚀技术比较

    QPQ盐浴复合处理以后,即使是碳钢件也会具有极高的抗蚀性,图4为在5%NaCl+H202溶液中浸泡22h后的重量损失比较。由图4可见,在相同的试验条件下,镀硬铬(20μm),镀装饰铬(( 10μm+10μm)、镀镍、三层复合镀(18μm+12μm+ 1μm)QPQ盐浴复合处理样品的重量损失分别为7.8g4.0g1.7g0.5g0. 5g.盐浴复合处理技术的抗蚀性与三层复合镀处于同一水平,远远高于其他三种电镀工艺。

    另外,与电镀工艺相比,QPQ盐浴复合处理技术成本低廉,它的投资成本、能源成本均不到镀硬铬的一半,只是化学消耗品稍高。处理成本只有镀硬铬的60%多。Cu-Ni-Cr三层复合镀的成本也比QPQ盐浴复合处理技术高很多倍。可以说这种技术是一种物美价廉的抗蚀新技术。

                                                    

  

文章来源:http://www.cnqpq.com/te_news_media/2012-04-05/1961.chtml