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致力於QPQ技術為核心的金屬表面技術的研究開發✘↟│✘、推廣應用及加工服務

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鹽浴氮化加工
        1✘↟│✘、清洗
        除油✘↟│✘、去鏽₪↟··↟,切削時冷卻潤滑油以及某些金屬清洗劑的殘留物₪↟··↟,在工件表面上以表膜的形式存在₪↟··↟,微區分析說明₪↟··↟,有磷酸鹽₪↟··↟,矽酸鹽✘↟│✘、鈣✘↟│✘、鎂✘↟│✘、氯✘↟│✘、氧✘↟│✘、硫等元素的化合物存在₪↟··↟,會阻礙工件表面對氮和碳的吸收◕₪。
        2✘↟│✘、預熱
        工件不預熱或預熱不充分₪↟··↟,直接進入氮化爐₪↟··↟,處理後₪↟··↟,外觀容易不均勻₪↟··↟,甚至產生芝麻點等表面缺陷₪↟··↟,如果預熱過度₪↟··↟,處理後也會產生色澤不均勻₪↟··↟,甚至發紅等現象◕₪。工件表面呈紫色為好₪↟··↟,草黃顏色也可₪↟··↟,工件仍保持金屬光澤₪↟··↟,說明預熱不足₪↟··↟,工件表面黑色₪↟··↟,說明預熱過度◕₪。
        3✘↟│✘、氮化
        氮化是QPQ鹽浴複合處理技術中重要的工序₪↟··↟,氮化的目的是在工件表面形成足夠深的緻密的化合物層和相應深度的擴散層◕₪。氮化鹽浴中 CNO—控制在33-37%₪↟··↟,當CNO—<30%時₪↟··↟,會降低滲層的形成速度◕₪。如果CNO—>40%時₪↟··↟,則容易形成滲層不致密₪↟··↟,甚至造成嚴重的疏鬆₪↟··↟,調整鹽以每班少量多次新增為好₪↟··↟,這樣不會造成CNO—大起大落₪↟··↟,不宜一次新增過多₪↟··↟,這樣會影響滲層的緻密度◕₪。
        4✘↟│✘、氮化爐的維護
        保持氮化爐鹽浴的良好狀態✘↟│✘、對滲層質量有很大的影響₪↟··↟,帶有贓物✘↟│✘、油脂✘↟│✘、或鐵鏽的工件不準進入氮化爐內₪↟··↟,銅鋁✘↟│✘、鋅等有色金屬件不準進入氮化爐₪↟··↟,大批次的銅焊件不宜進入氮化爐₪↟··↟,裝工具的卡具及常用的工具要保持清潔◕₪。不宜帶雜物進入氮化爐◕₪。要及時清除氮化爐內的爐渣₪↟··↟,對保證化合物層的緻密度極為重要◕₪。每班及時撈取氮化爐的懸浮的細渣及底部的沉渣(氧化皮)₪↟··↟,要及時補充新基鹽₪↟··↟,要保證鹽浴成分的活性₪↟··↟,同時要定時向氮化爐通氣₪↟··↟,以加速CNO—的分解₪↟··↟,鹽浴液麵要保持一致₪↟··↟,不要忽低忽高
        5✘↟│✘、氧化爐的維護
        從氮化爐出來的工件不能在空氣中停留時間過長₪↟··↟,否則₪↟··↟,氧化後的工件可能產生表面發紅現象◕₪。在生產過程中₪↟··↟,氧化鹽浴不斷與帶入的氮化鹽發生分解反應₪↟··↟,生成碳酸鹽渣產物₪↟··↟,同時氧化鹽浴還會與卡具反應₪↟··↟,生成紅色的Fe2O3₪↟··↟,使鹽浴老化₪↟··↟,發紅◕₪。

       向鋼件表面滲入氮元素₪↟··↟,形成富氮硬化層的化學熱處理稱為滲氮₪↟··↟,通常也叫做氮化₪↟··↟,軟氮化₪↟··↟,鹽浴軟氮化◕₪。
鋼的滲氮熱處理具有以下優點╃▩:
       1. 鋼件滲氮後具有比滲碳件高的表面硬度和耐磨性₪↟··↟,其表面硬度可以達到950-1200HV₪↟··↟,相當於HRC65-72.而且這種高硬度和高耐磨性可保持到560-600攝氏度而不降低₪↟··↟,具有很好的熱穩定性;
       2. 由於氮化物體積脹大₪↟··↟,在表層形成較大的殘餘應力₪↟··↟,使鋼件具有比滲碳高的疲勞強度和低的缺口敏感性;
       3. 氮化物層是緻密的氮化物薄膜₪↟··↟,具有良好的抗腐蝕性和抗咬合效能
       4. 由於滲氮處理溫度低₪↟··↟,且滲氮後不用再熱處理₪↟··↟,因此滲碳處理後鋼件的變形很小◕₪。所以₪↟··↟,滲氮處理在機械工業中獲得廣泛的應用₪↟··↟,特別適宜許多精密零件的最終熱處理₪↟··↟,例如磨床主軸₪↟··↟,鏜床鏜杆₪↟··↟,機床絲桿以及各種冷作模具₪↟··↟,熱作模具₪↟··↟,塑膠模具和高速鋼成型刀具等都採用滲氮處理◕₪。

鹽浴氮化加工應用
       應用的職業╃▩: 汽車零部件✘↟│✘、輕工機械✘↟│✘、液壓機械✘↟│✘、齒輪✘↟│✘、東西和模具製作等多種職業◕₪。常用產品有╃▩:鋸條✘↟│✘、螺絲✘↟│✘、曲軸✘↟│✘、缸套✘↟│✘、柱塞✘↟│✘、缸塞環✘↟│✘、發動機氣門✘↟│✘、齒輪✘↟│✘、蝸桿✘↟│✘、鑽頭✘↟│✘、刀具✘↟│✘、緊韌體✘↟│✘、銷軸✘↟│✘、鋁壓鑄模✘↟│✘、鋁揉捏模✘↟│✘、塑膠模✘↟│✘、縫紉機零件✘↟│✘、電氣動東西零件等◕₪。
       常用的資料╃▩: 各種碳鋼(20 45 40cr) 高速鋼(W6Mo5Cr4V2 ✘↟│✘、W18Cr4V✘↟│✘、W12Cr4V4Mo) 鑄模鋼 熱模 氮化鋼(3Cr2W8V H13 38CrMo1) 不鏽鋼╃▩:1Cr13✘↟│✘、2cr13✘↟│✘、201✘↟│✘、301✘↟│✘、304✘↟│✘、316✘↟│✘、1Cr18Ni9Ti) 球墨鑄鐵╃▩:QT20-60✘↟│✘、QT400-17 ✘↟│✘、KmQTMn6 各種資料硬度╃▩: 碳鋼✘↟│✘、低合金鋼╃▩:HV 500~700 鑄鐵╃▩:HV 500~800 熱模鋼✘↟│✘、鑄模鋼✘↟│✘、沖模鋼(Crl2型)╃▩:HV 700~1000 各種不鏽鋼✘↟│✘、耐熱鋼╃▩:HV 800~1100 各種高速鋼(淬火)╃▩:HV 950~1200◕₪。

鹽浴氮化加工步驟及工藝
       鹽浴氮化加工處理工作原理╃▩:將工件在兩種不同性質的熔融鹽液中先後進行處理₪↟··↟,使多種元素一起進入金屬表面₪↟··↟,形成由幾種化合物組成的複合滲層₪↟··↟,使金屬表面得到強化改性₪↟··↟,耐磨性✘↟│✘、抗蝕性和耐疲憊性一起得到大幅度進步◕₪。  
       鹽浴氮化加工前的工藝要求╃▩:在鹽浴氮化之前₪↟··↟,複雜零件需進行在不低於580℃溫度下正火併隨後緩慢冷卻的調質處理或採用高淬高回的前熱處理工藝₪↟··↟,補償解決氮化後的輕微變形₪↟··↟,精密零件處理前要在直徑方向留有8±2μm的加工餘◕₪。

鹽浴氮化加工各工序的基本作用
       預熱╃▩:預熱的主要作用是烤乾工件表面的的水分₪↟··↟,使冷工件升溫後再入氮化爐₪↟··↟,以防工件帶水入氮化爐引起鹽浴濺射和防止冷工件入爐後鹽浴溫度下降太多◕₪。同時預熱對減少工件變形和獲得色澤均一的外觀也有一些作用◕₪。預熱工序通常在空氣爐中進行◕₪。
       氮化╃▩:氮化是QPQ鹽浴複合熱處理技術的核心工序◕₪。氮化鹽中氰酸根的分解而產生的活性氮原子滲入工件₪↟··↟,在工件表面形成耐磨性和抗蝕性很高的化合物層和耐疲勞的擴散層◕₪。
       氧化╃▩:氧化工序的作用一是分解工件從氮化爐帶出來的氰根₪↟··↟,達到環保要求◕₪。二是在工件表面形成黑色氧化膜₪↟··↟,增加防腐能力₪↟··↟,對提高耐磨性也有一些好處◕₪。
       拋光╃▩:提高工件表面光潔度₪↟··↟,同時也可以去除工件表面嚴重的疏鬆層

QPQ鹽浴複合處理的主要原料
       QPQ鹽浴複合處理的主要原料為三種生產用鹽◕₪。
       基鹽╃▩:基鹽在氮化爐中熔化形成高氰酸根(CNO-)的氮化鹽浴◕₪。基鹽除了剛開始生產時熔化裝滿氮化爐之外₪↟··↟,在正常生產中浴面下降時₪↟··↟,也應加入基鹽以提高浴面◕₪。
       調整鹽╃▩:在生產過程中當氮化鹽浴的氰酸根下降時₪↟··↟,應向氮化爐補加調整鹽₪↟··↟,以使氰酸根含量維持在規定的範圍之內◕₪。
       氧化鹽╃▩:氧化鹽用於氧化鹽浴₪↟··↟,浴面下降時直接補加氧化鹽◕₪。
       鹽浴氮化加工╃▩:鹽浴氮化及QPQ複合處理
       開始的鹽浴氮化加工稱之為超低溫氰化₪↟··↟,溫度一般為520~560℃◕₪。常見的液體氰化鹽浴一般用中性鹽氧化鈉✘↟│✘、氯化鋇✘↟│✘、氯化鉀✘↟│✘、碳酸鉀等₪↟··↟,並僅適用彈簧鋼專用工具◕₪。此外₪↟··↟,也有稱之為液體硫氮共滲的鹽浴氮化₪↟··↟,氯化鋇30%✘↟│✘、氧化鈉20%✘↟│✘、氯化鈣50%₪↟··↟,多加5%~10%(中性鹽總重)₪↟··↟,成粉狀的硫化亞鐵₪↟··↟,其鹽浴硫含量不少於0.2%₪↟··↟,再進入二氧化氮(NH3)₪↟··↟,促進鹽浴滾動◕₪。鹽浴氮化加工工藝主要引數是╃▩:溫度540℃~560℃₪↟··↟,時間90~120分鐘◕₪。
       1✘↟│✘、鹽浴氮碳共滲方法
       海外明確提出了鹽浴氮碳共滲的方法₪↟··↟,包含軟氮化✘↟│✘、Tenifer法;Tufftriding✘↟│✘、新Tenifer法✘↟│✘、Melonizing✘↟│✘、Sulfinuz法✘↟│✘、Sur-Sulf法等◕₪。海外的鹽浴碳氮共滲在含氰酸鹽的熔鹽中開展₪↟··↟,熔鹽中氰酸鹽的分解反應及其別的化學變化造成有外擴散工作能力的氮₪↟··↟,放置熔鹽中的鐵製產品工件表層與在汽體高頻淬火時一樣₪↟··↟,起金屬催化劑的功效◕₪。
       2✘↟│✘、QPQ鹽浴複合處理技術
       我國的QPQ鹽浴複合處理技術₪↟··↟,是“九五”期內營銷推廣新專案◕₪。QPQ一詞來自英語Quench-Polish-Quench一詞的字頭簡稱₪↟··↟,本意為熱處理(快冷)—打磨拋光—熱處理(快冷)₪↟··↟,後一些專家教授把不用打磨拋光工藝流程的鹽浴複合處理和提升了打磨拋光工藝流程的QPQ技術融合起來₪↟··↟,通稱為QPQ鹽浴複合處理技術◕₪。QPQ鹽浴複合處理技術有下列特性╃▩:
       (1)優良的耐磨效能✘↟│✘、耐疲憊特性◕₪。很多生產製造運用及實驗證實₪↟··↟,該技術能夠 提升工磨具使用壽命2倍之上◕₪。嚴苛的翻轉和拖動損壞實驗表明₪↟··↟,45鋼✘↟│✘、40Cr鋼經QPQ鹽浴複合處理後₪↟··↟,其耐磨效能比感應淬火高15倍之上₪↟··↟,比20鋼滲氮熱處理高10倍之上₪↟··↟,比鍍硬鉻和正離子高頻淬火高2倍之上◕₪。熱處理的45鋼經QPQ鹽浴複合處理之後疲勞極限提升40%◕₪。
       (2)很好的抗蝕性◕₪。45鋼經QPQ鹽浴複合處理之後₪↟··↟,在空氣和鹽霧測試中的抗蝕效能比變黑高70倍之上₪↟··↟,比鍍硬鉻高16倍之上₪↟··↟,乃至比1Cr18Ni9Ti馬氏體不鏽鋼板還高好幾倍◕₪。
       (3)很小的形變◕₪。QPQ鹽浴複合處理之後產品工件的規格和樣子基本上無轉變◕₪。在鹽浴氮化加工工藝情況下₪↟··↟,產品工件規格的脹縮量下跌只是為0.005毫米◕₪。產品工件樣子的轉變也很小₪↟··↟,如能夠取得成功地使(508毫米×457mm×1.5毫米)2Cr13不鏽鋼板金屬薄板處理後平整度確保在0.5毫米下列◕₪。因而₪↟··↟,該技術能夠用於處理基本調質處理方法沒法處理的硬底化形變難點◕₪。
       (4)大幅環保節能◕₪。與基本調質處理技術對比₪↟··↟,該技術處理溫度低✘↟│✘、隔熱保溫時間較短◕₪。
       (5)沒汙染◕₪。該技術在很多生產製造標準下₪↟··↟,經全國各地環保局在生產製造當場現場檢驗₪↟··↟,各類環境保護指標值均小於我國環境保護環保標準控制值◕₪。
       QPQ鹽浴複合處理技術的“複合”一詞表明它並不是一種單一的技術◕₪。“複合”的定義反映在它是高頻淬火(氮碳共滲)和空氣氧化工藝流程的複合;在特性上₪↟··↟,它是高耐磨效能與調節劑蝕性的複合;在鹽浴氮化加工工藝上₪↟··↟,它是調質處理技術與防腐蝕技術的複合◕₪。
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