熱處理行業(yè)是裝備制造行業(yè)四大行業(yè)之一,主要有兩大子行業(yè):熱處理設備制造行業(yè)和熱處理加工服務行業(yè)。
為什么QPQ技術在熱處理行業(yè)占領了越來越重要的位置,陸陸續(xù)續(xù)替代了這么多的傳統(tǒng)工藝?包括:氣體氮化、離子氮化、發(fā)黑、鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅、表面淬火、薄層滲碳。
主要是因為它做到了傳統(tǒng)工藝做不到的事情:環(huán)保節(jié)能、微形變、簡化工序,并且比傳統(tǒng)工藝更能提升產(chǎn)品的耐磨、抗蝕、抗疲勞等性能。
就發(fā)黑來說,QPQ的發(fā)黑效果平均可以達到常規(guī)發(fā)黑的5倍及以上
在提升模具耐磨性方面,可使模具壽命增加至兩倍及以上。
等等等等。
在這里我們重點以氣門為例來說明QPQ技術替代鍍硬鉻必要性和可行性。
汽車的氣門是與汽缸相接觸的面,溫度高達600~700℃。因此氣門除了選用熱強度鋼材料外,還要特別注意氣門的接觸面是一個危險區(qū)域。該區(qū)域要求耐熱蝕、熱疲勞、耐磨損,因此必須進行表面強化。較早的表面強化技術是采用鍍硬鉻。
進氣門材料常采用4Cr9Si2鋼,不太重要的氣門也用40Cr鋼。排氣門材料一般都采用5Cr21Mn9Ni4N(21-4N).
4Cr9Si2鋼氣門的桿部及頭部硬度為30-37HRC,尾部硬度大于48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門(焊接耐磨合金)應先作固溶處理,桿部及頭部硬度為34-40HRC,尾部硬度為50-60HRC。也可以用4Cr9Si2鋼作尾部與5Cr21Mn9Ni4N鋼焊接,尾部高頻淬火后硬度可達55-63.氣門經(jīng)預備熱處理并達到上述技術要求后再進行QPQ處理,以便在其表面形成5μm以上的化合物層,增加其高溫狀態(tài)下的耐蝕、耐磨、耐疲勞性能。氣門在進行QPQ處理時應預先去除不銹耐熱鋼表面的鈍化膜,否則有時可能產(chǎn)生元素滲不進,無滲層的情況??梢杂盟嵯慈コg化膜,如有條件,可以采用噴細砂的辦法,效果更好。
氣門在進行了氮化和氧化后,可以在光飾機上作振動拋光,然后再作一次氧化,即進行了QPQ的全過程。這樣不僅可以降低氣門表面的粗糙度值,還可以增加耐蝕性。
現(xiàn)在國內(nèi)外氣門主要都采用QPQ處理,美國進行的氣門比較試驗表明,40Cr鋼進氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經(jīng)QPQ處理后,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,并成功解決了六價鉻的公害問題。