QPQ

“QPQ”是英文 “Quench—Polish-Quench”的縮寫，即 “淬火一拋光一淬火”。

基本介紹

• 中文名：淬火一拋光一淬火
• 外文名：Quench—Polish-Quench

工藝簡介

它是在作了鹽浴複合處理以後，為了降低工件表面的粗糙度，可以對工件表面進行一次拋光，然後再在鹽浴中作一次氧化，這對精密零件和表面粗糙度要求較高的工件來說是非常必要的。在國內把它稱作QPQ鹽浴複合處理技術。QPQ鹽浴複合處理技術，可以大幅度提高金屬表面的耐磨性、抗蝕性，而工件幾乎不發生變形，是一種新的金屬表面強化改性技術。這種技術實現了滲氮工序和氧化工序的複合；氮化物和氧化物的複合；耐磨性和抗蝕性的複合；熱處理技術和防腐技術的複合。

QPQ鹽浴複合處理技術在上世紀70年代由德國公司發明，經過幾十年的不斷地發展改進，套用範圍越來越廣，因此在國外被認為是金屬表面強化技術領域內的巨大進展，把它稱之為一種新的冶金方法。QPQ鹽浴複合處理技術在國內也得到大量推廣套用，尤其在汽車、機車、軸類產品、電子零件、紡機、工具機、電器開關、工模具上使用效果非常突出。

技術特點

1、良好的耐磨性

QPQ工藝中，金屬材料在570±10℃的工作溫度下與鹽浴液體發生反應，可以在金屬表面形成一層品質優良的緻密的化合物層。該化合物完全由ε氮化鐵組成，能夠高效地提高金屬表面的硬度、緻密性、從而使金屬表面擁有良好的耐磨性能。處理後金屬材料表面硬度值的高低主要取決於鋼中的合金元素，合金元素含量越高，則其滲層硬度越高。按滲層硬度的高低，可以把常用材料分成以下幾大類：

(1)碳鋼、低合金鋼

代表鋼號：20、45、TiO、20Cr、40Cr等。滲層表面硬度：500—700HV

(2)合金鋼

代表鋼號：3CrW8V、Crl2MoV、38CrMoAl、1Crl3—4Cr13等。滲層表面硬度：850—1000HV

(3)高速鋼、奧氏體不鏽鋼

代表鋼號：淬火的Wl8Cr4V、W6Mo5Cr4V2及1Crl8Ni9Ti等滲層表面硬度：1000—1250HV

(4)鑄鐵

滲層表面硬度：>500HV

下圖是40Cr材料的工件經過不同處理方式後所做的滑動磨損試驗數據，以QPQ的磨損值0.22mg為基準，QPQ工藝的耐磨性是鍍硬鉻2.1倍，離子氮化的2.8倍，高頻淬火的23.7倍以及常規淬火的29.4倍。

2、良好的耐腐蝕性

下圖為45#鋼經過QPQ鹽浴複合工藝、鍍裝飾鉻、鍍硬鉻和普通發黑處理後與1Cr18Ni9Ti不鏽鋼以及1Cr13材料的中性鹽霧試驗對比。可以看出45#鋼經過QPQ處理耐腐蝕性是1Cr18Ni9Ti不鏽鋼的5倍，是鍍硬鉻的70倍，更是普通發黑的280倍。其他材料經過QPQ工藝處理後，中性鹽霧測試能達到100-300小時。

3、良好的耐疲勞性

經過QPQ鹽浴複合工藝處理後的金屬表面引入和產生了很高的殘餘壓應力，其結果導致了大大提高各種類型的抗疲勞強度，經過試驗證明可提高抗疲勞強度100%左右，減緩點蝕、鏽蝕等表面缺陷的產生。

4、極小的變形

QPQ鹽浴複合處理技術由於工藝溫度低，在鋼的相變點以下，不會發生組織轉變，因此，與產生巨大組織應力的淬火、高頻淬火、滲碳淬火和碳氮共滲等硬化工藝相比，處理後工件的變形要小得多。同時由於在570—580℃氮化以後，工件要在350—400℃保溫15—20min，這會大大減少工件冷卻時產生的熱應力，因此QPQ鹽浴複合工藝處理後工件幾乎不變形，是變形最小的硬化技術，可以有效的解決常規熱處理方法難以解決的硬化變形難題。

5、低碳環保

發明該工藝的德國迪高沙公司因為此工藝獲得德國環保大獎。在國內，QPQ處理工藝過程經有關環保部門檢測鑑定，並經全國各地用戶的實際使用證明是無公害，無污染、不含重金屬的。並用以代替電鍍等一些污染較重的工藝。

6、可替代多道工序，降低時間成本

金屬材料經過QPQ鹽浴複合工藝處理後，在提高其硬度和耐磨性的同時還提高其耐抗腐蝕性，因此可以代替常規的淬火（離子氮化、高頻淬火等）一回火一發黑（鍍鉻）等多道工序，大大了縮短生產周期，降低生產成本。大量的生產數據表明，QPQ處理與滲碳淬火相比可以節能50%，比鍍硬鉻節約成本30%，性價比高。

套用範圍

1、最適用的材料：

各種結構鋼：鈍鐵、Q235、20、20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo、35CrMo、42CrMo、45、40Cr、50CrV、65Mn、38CrMoAl。

各種工具鋼：T7~T12、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、GCrI5、HI3(0．35%C、1．5% Mo、5%Cr、1%Si、1%V）、Cr12MoV、各種高速鋼。

各種不鏽鋼：0Crl3 ～ 4Crl3、201、301、304、316、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Nil2MoTi、4Cr9Si2、5Cr21Mn9Ni4N。

各種鑄鐵：灰口鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨合金鑄鐵。

各種鐵基粉末冶金件

2、套用的行業：

汽車、機車、機車、內燃機、紡織機械、工程機械、輕工機械、泵閥設備、液壓機械、印刷包裝機械、化工機械、電動工具、農業機械、工具機、工具和模具等、高低壓電器開關等上的要求耐磨、耐蝕、耐疲勞、抗咬合等零件。

3、典型套用：

發動機氣門、曲軸、缸套、齒輪、凸輪、軸承、主軸、滑塊、轉向臂、汽車雨刮器球頭轉軸、導軌、液壓缸、萬向節、連線銷、各種模具、活塞、螺紋螺絲、螺栓螺母、泵體、高速鋼鑽頭、槍管、各種刀具、法蘭、鍵銷、墊片、殼體等等。

技術參數

常規材料處理後表面硬度與滲層對照表

材料種類	代表鋼號	前處理	氮化溫度（℃）	氮化時間（h）	化合物層（μm）	總滲層（mm）	表面硬度HV0.1
中碳鋼	45#	不處理或調質	565	1.5	17	0.3-0.5	550-700
中碳鋼	40Cr	不處理或調質	565	1.5	15	0.2-0.4	550-700
冷模鋼	Cr12MnMo	高溫淬火	540	2.5	10	0.15-0.2	900-1000
氮化鋼	38CrMoAl	調質	570	2	12	0.25-0.4	950-1000
鑄模鋼	3Cr2W8V	淬火高回	570	2.5	11	0.15-0.3	950-1050
熱模鋼	H13	調質	565	3	11	0.15-0.3	950-1100
熱模鋼	5CrMnMo	淬火	570	3	11	0.15-0.3	650-900
高速鋼	W6Mo5Cr4V2	(刀具)淬火	550	0.25	2	0.05-0.1	HV0.051000-1200
高速鋼	W6Mo5Cr4V2	（耐磨件）淬火	550	2.5	11	0.15-0.3	1000-1200
不鏽鋼	1Cr13；4Cr13	淬火	570	2.5	10	0.1-0.2	900-1000
不鏽鋼	1 Cr18Ni9Ti	淬火	570	2.5	10	0.1-0.2	950-1100
不鏽鋼	OCr18Ni12Mo2Ti	淬火	570	2.5	8	0.1-0.2	900-1100
碳素結構鋼	08；10；10F	退火	570	2.5	15	0.3-0.5	500-650
碳素結構鋼	35；40	不處理或調質	570	2.5	15	0.3-0.5	550-700
軸承鋼	G Cr15	淬火、退火	565	2	10	0.15-0.3	800-1000
合金結構鋼	50 Mn	退火	520	2	12	0.2-0.4	550-700
合金結構鋼	30CrMo-35CrMo	淬火、退火	565	2	15	0.25-0.4	600-750
合金結構鋼	38CrMoAlA-	淬火、退火	570	2	12	0.25-0.4	600-800
	38CrWVAlA
合金結構鋼	38CrAlA-	淬火、退火	570	2	12	0.25-0.4	600-800
	40CrNiMoA
灰鑄鋼	HT200	淬火、退火	570	3	15	0.15-0.3	700-900
球墨鐵	QT20-60	不處理	570	3	15	0.15-0.3	600-800

備註：1、在進行QPQ鹽浴複合工藝之前，複雜零件需要在580℃以上溫度下進行回火並隨後緩慢冷卻的調質處理。為補償解決工藝處理後的輕微脹大，精密的零件處理前要在直徑方向留有10±2μm的加工餘量。