第二代QPQ硫氮碳共渗

汽车曲轴、凸轮轴、气门、摩托车齿轮、连杆、球头销等，它承受复杂的弯曲、扭转载荷和一定的冲击载荷，轴颈表面要承受磨损，凸轮部分承受变化的挤压应力以及在挺杆的摩擦等，因此要求材料表面具有良好的耐磨性与耐蚀性能。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐磨性与耐蚀性，但镀铬的六价铬离子严重污染环境，因此必须采用环保的工艺方法代替。工研所QPQ技术是一种环保的工艺方法，其耐磨性比镀硬铬高2倍，耐蚀性比镀硬铬高20倍，因此用工研所QPQ技术代替镀硬铬，耐磨性和耐蚀性都会大幅度提高。QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数。第二代QPQ硫氮碳共渗

QPQ表面复合处理技术是一种针对金属表面的处理工艺，能够有效提高材料表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能，并且因工艺、设备简单易行而被广泛应用。利用QPQ盐中的有效组分在合金钢表面发生分解、吸附、扩散，从而改变合金钢表面化学成分及相组成以提高合金钢表面性能。然而，高温长时间的工艺条件易造成工件变形，组织粗化以及对不锈钢耐蚀性的降低。因此，工研所研发出了可在低温进行表面处理的新一代QPQ表面处理技术，化合物渗层由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。低温QPQ产品经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。

气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃，在该温度下氮化层硬度值高，氮化时间通常为2-3h，随着时间延长，氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺，虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好，但是它的生产周期太长，且必须采用特殊的渗氮钢，表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短，适用钢种广，且表面生成韧性较高的Fe2~3N相，同时由于工件几乎不变形，处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮，采用工研所QPQ技术以后，耐蚀性会有很大提高。

在QPQ的生产过程中，会有一定的废水、废气、废渣产生，我们需要采取相应的措施，使其符合排放标准。工研所QPQ生产过程中产生的废水主要是来自工件从氧化炉出来后清洗工件时所产生的，虽然从氮化炉中带出的少量氰根在氧化炉中完全被分解，但是氧化盐呈碱性不能直接排放，需要使用硫酸氢钠或硫酸等酸性物质将其中和直到pH值在8~9才可排放；工研所QPQ生产过程中的废气主要来源于调整盐的添加和工件氧化时发生化学反应产生的氨气和粉尘，QPQ在熔炼基盐和添加调整盐时会产生氨气，刺激嗅觉，废气排放必须采用排气筒（烟囱）排放，废气治理的主要工艺流程主要是：布袋除尘→喷淋式吸收塔吸收氨气→15mL排气筒排放；工研所QPQ生产过程中的废渣主要来源于氮化盐和氧化盐，为了保证盐浴的清洁度，通常将沉渣器放入氮化炉中，待取出冷却后沉积在沉渣器底部的黑色颗粒是无毒的铁渣，只有少量白色物为残留的氮化盐，残留的氮化盐中含有低浓度的氰根，不能随意丢弃，可放入氧化盐浴中进行中和处理，氧化盐的渣主要来源于工件带入的氮化盐和氧化盐反应的产物以及工件表面疏松层脱落的铁离子形成的铁渣，可以视同热处理盐浴炉炉渣一样处理。QPQ表面处理可以显著提高刀具的切削性能和加工效率。

TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属，是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层，目前性能高、应用范围广的就是碳化钒（VC）覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500，所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度（500-600℃）远低于TD工艺（800-1050℃），且工研所QPQ处理时间短，所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。QPQ表面处理可以提高刀具的切削速度，提高生产效率。低温QPQ技术

QPQ表面处理可以提高刀具的耐热性能，使其适用于高温切削加工。第二代QPQ硫氮碳共渗

H13作为应用较为广且具有代表性的热作模具钢，在高温下因拥有较高的热硬性、冲击韧性、耐磨性以及切削加工性，所以通常应用于热挤压和压铸模具的制造。由于H13模具钢在服役过程中表面会受到一定程度的磨损与腐蚀，所以利用表面技术来提高H13模具钢的性能，延长使用寿命具有重要的意义。经过工研所QPQ处理后，表面硬度增加，由基体的490HV增加到1100HV，且磨损失重量不到基体的十分之一，造成该现象的原因是经过QPQ工艺处理后，CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系数Fe3O4形成于H13模具钢表面，使其表现出良好的抗磨损性能。第二代QPQ硫氮碳共渗