QPQ处理工艺

在QPQ处理过程中预热和氧化两道工序只能形成氧化膜，在氮化工序形成较深的复杂渗层。

工件浸入氮化盐浴后，氰酸根分解产生的N、C原子可在工件表面形成高的N势和C势。由于N原子半径仅为Fe原子半径的一半，而C原子的半径更小，所以N、C原子可以在Fe原子的点阵间隙中进行扩散。

在QPQ处理的氮化温度（510-580℃）下，工件表面的高浓度N、C原子向内部扩散，先形成在α-Fe中的固溶体。随着表面原子浓度的提高，逐渐形成γ′（Fe4N）化合物和ε（Fe2-3N）化合物。最终由工件表面向中心形成N、C的浓度梯度。渗层组织为化合物层ε相、ε相+γ′相、γ′相，化合物层以下是N在α-Fe中的固溶体，形成扩散层。

因此，QPQ处理后的工件渗层组织由三层构成：外表为氧化膜；中间为化合物层；向内为扩散层。其中以化合物层最为重要，其主要组成为Fe2-3N，它是提高耐磨性的可靠保证，同时它的抗蚀性也很好。氧化膜的主要作用是与化合物一起构成极好的抗蚀层。同时它处于多孔状态，可以储油，减少摩擦，对提高耐磨性有利，同时还有美化外观的作用。扩散层主要作用是提高工件的疲劳强度，对增加细薄件的整体强度和弹性也有很大的作用。具有以下作用：

1.良好的耐磨性、耐疲劳性能

该工艺能极大地提高零件表面的硬度和耐磨性，降低摩擦系数。产品经过QPQ处理后，耐磨性比常规淬火、高频淬火高16倍以上，比20#钢渗碳淬火高9倍以上，比镀硬铬和离子氮化高2倍以上。疲劳试验表明：该工艺可使中碳钢的疲劳强度提高40%以上，比离子氮化，气体氮化效果均好。该工艺特别适合于形状复杂的零件，解决技术关键，让变形难题迎刃而解。

2.良好的抗腐蚀性能

对几种不同材料、不同工艺处理的样品按同样的试验条件，按ASTMBll7标准进行了连续喷雾试验，盐雾试验温度35±2℃，相对湿度>95%，5%NaCL水溶液喷雾。试验结果表明，经QPQ处理后的零件抗蚀性是1Crl8Ni9Ti不锈钢的5倍，是镀硬铬的70倍，是发黑的280倍。

3.产品处理以后变形小

工件经QPQ处理处理之后几乎没有变形产生，可以有效的解决常规热处理方法难以解决的硬化变形难题。例如：尺寸为510×460×1.5mm的2Cr13不锈钢薄板经QPQ处理之后，表面硬大于HRC60，不平度小于0.5mm。目前，QPQ技术在众多得轴类零件、细长杆件上应用得非常成功，有效的解决了一直以来存在的热处理硬化和产品变形的矛盾。

4.可以代替多道热处理工序和防腐蚀处理工序，时间周期短

工件经QPQ处理后，在提高其硬度和耐磨性的基础上同时提高其抗腐蚀能力，并且形成黑色、漂亮的外观，可以代替常规的淬火一回火一发黑（镀铬）等多道工序，缩短生产周期，降低生产成本。大量的生产数据表明，QPQ处理与渗碳淬火相比可以节能50%，比镀硬铬节约成本30%，性价比高。

5.无公害水平高、无环境污染

QPQ处理工艺过程经有关环保部门检测鉴定，并经全国各地用户的实际使用证明，各种有害物质排放量均低于国家排放标准允许值。由于技术先进，质量稳定，QPQ技术应用的产品有数百种之多。

6.QPQ技术适用材料的范围广泛

该工艺对所有铁、不锈钢材料均适用，从纯铁、低碳钢、结构钢、工具钢到各种高合金钢、不锈钢、铸铁以及铁基粉末冶金件。

氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

液体软氮化主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良于韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，

预热后再置于氮化坩埚内，坩埚内是以TF–1为主盐剂，被加温到560～600℃处理数分至数小时，依工件所受外力负荷大小，而决定氮化层深度，在处理中，必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO，渗透扩散至工作表面，使工件表面最外层化合物8～9%wt的N及少量的C及扩散层，氮原子扩散入α–Fe基地中使钢件更具耐疲劳性，氮化期间由于CNO之分解消耗，所以不断要在6～8小时处理中化验盐剂成份，以便调整空气量或加入新的盐剂。

液体软氮化处理用的材料为铁金属，氮化后的表面硬度以含有Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度较高，而其含金量愈多而氮化深度愈浅，如炭素钢Hv350～650，不锈钢Hv1000～1200，氮化钢Hv800～1100。

液体软氮化适用于耐磨及耐疲劳等汽车零件，缝衣机、照相机等如气缸套处理，气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。