QPQ热处理技术即淬火 - 抛光 - 淬火(Quench-Polish-Quench)处理技术,是一种好的金属表面改性技术,具有以下显著的技术特点:
良好的耐磨性
形成氮化层:在 QPQ 处理过程中,零件表面会形成一层高硬度、高耐磨性的氮化层。这层氮化层由氮化物相组成,如氮化铁(Fe₃N、Fe₄N 等),其硬度远高于基体材料,能够有效抵抗磨损,显著提高零件的耐磨性能。
强化表面硬度:通过渗氮和扩散处理,使零件表面的硬度可达到 HV500~1200,相比未经处理的零件,其耐磨性可提高数倍甚至数十倍。例如,经过 QPQ 处理的模具,在冲压过程中的磨损明显减少,使用寿命大幅延长。
出色的抗腐蚀性
生成致密氧化膜:QPQ 处理的后氧化工序会在零件表面生成一层致密的氧化膜,这层氧化膜具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性,能够有效阻止外界腐蚀性介质与零件基体的接触,起到防护作用。
提高耐蚀等级:经 QPQ 处理后,零件在盐雾试验中的耐蚀时间可达到普通淬火件的数十倍甚至上百倍。如一些在户外环境下使用的金属零部件,经 QPQ 处理后,可在恶劣的气候条件下长时间保持不生锈,大大提高了其抗腐蚀性能。
疲劳强度提升
产生压应力:QPQ 处理过程中,由于渗氮和淬火等工艺的作用,零件表面会产生一定的压应力。这种压应力能够抵消零件在使用过程中所承受的部分拉应力,从而延缓疲劳裂纹的萌生和扩展,提高零件的疲劳强度。
延长使用寿命:经过 QPQ 处理的零件,其疲劳强度可提高 20%~100%,对于一些承受交变载荷的机械零件,如曲轴、连杆等,采用 QPQ 处理后,其使用寿命可显著延长,降低了设备的维修成本和停机时间。
处理温度低
低温工艺优势:QPQ 处理的渗氮温度一般在 500℃~580℃之间,相对传统的高温渗氮工艺(如气体渗氮温度一般在 800℃~900℃),处理温度大幅降低。
减少变形与组织损伤:低温处理可以有效减少零件在热处理过程中的变形量,同时避免因高温导致的零件基体组织粗大和性能恶化等问题,保证了零件的尺寸精度和力学性能。对于一些精密零件和形状复杂的零件,QPQ 处理的低温特性具有重要的优势。
环保节能
减少能源消耗:由于 QPQ 处理温度低,与高温热处理工艺相比,可显著降低能源消耗。同时,其处理过程相对简单,不需要复杂的加热和冷却设备,进一步节约了能源。
降低环境污染:QPQ 处理过程中,氮化盐和氧化盐等化学试剂可以循环使用,减少了化学废物的排放。而且,该工艺不产生剧毒的氰化物等有害物质,对环境的污染较小,符合现代环保要求。
可处理多种材料
广泛的材料适用性:QPQ 热处理技术不仅适用于碳钢、合金钢等黑色金属材料,还可用于不锈钢、铸铁以及一些有色金属材料,如铝、镁合金等。
拓展应用领域:这种广泛的材料适应性使得 QPQ 技术在机械制造、汽车工业、航空航天、五金工具等众多领域都有广泛的应用前景,能够满足不同行业对金属材料表面性能的多样化需求。