[發明專利]一種強韌性的QPQ處理工藝

有效

• 申請號: 202010841710.2
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112095073B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 周海建;王浩凌
• 申請（專利權）人: 湖南申億五金標準件有限公司
• 主分類號: C23C8/50
• 分類號: C23C8/50;C23C8/80;C23C8/02
• 代理公司: 長沙鑫澤信知識產權代理事務所(普通合伙) 43247
• 代理人: 尹鋒

本發明公開了一種強韌性的QPQ處理工藝，包括以下步驟：S10、清洗：將待處理的工件放入清洗裝置中進行清洗，再烘干，以消除所述工件表面的水分；S20、預熱：將所述工件放入預熱爐中進行預熱；S30、氮化：在溫度為500～650℃下，將所述工件放入含氮化鹽的鹽浴滲氮裝置中進行氮化；S40、氧化：在溫度400～450℃下，對所述工件進行氧化處理；S50、拋光：在常溫下對所述工件表面進行拋光，去除滲氮的疏松層；S60、重復上述S10至S50步驟。該工藝可以得到更深層的鹽浴滲氮擴散層，大大提高材料的韌性；該工藝可以降低傳統的QPQ高溫、長時間滲氮帶來的厚白亮層，降低氮化層的脆性和變形，實現處理過程的微變形。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理領域，更具體地說，它涉及一種強韌性的QPQ處理工藝。

背景技術

QPQ技術是一種金屬表面改性技術，用以提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，主要工序是鹽浴滲氮(鹽浴氮碳共滲)+鹽浴氧化。因其滲層深度大、滲層硬度高、低脆性、微變形，以及工藝適應性強而廣泛使用。該技術廣泛應用于耐磨性、耐蝕性要求比較高的場合，目前已應用于工程機械、汽車、石油、化工等多個領域。

根據Fe-N相圖，材料經滲氮處理后，滲層中會出現ε(Fe_2-3N)、γ(Fe₄N)及α相。隨后的氧化處理，滲層中會出現Fe₃O₄。由于滲氮過程是氮由表面向心部擴散的過程，表面氮的濃度較高，易形成含氮濃度高、硬度高的Fe_2-3N相。內層含氮濃度逐漸降低，出現韌性好的Fe₄N相，硬度開始下降，直至Fe_2-3N相完全轉化為Fe₄N相。

常規QPQ處理后滲層結構從外向內依次為氧化層、化合物層(白亮層)和擴散層和基體。氧化層由Fe_2-3N、Fe₄N和Fe₃O₄組成；化合物層由ε相的Fe_2-3N和Fe₄N組成，Fe_2-3N的硬度很高，是提高材料耐磨性的可靠包裹，同時它的抗蝕性也很好，但韌性較差；擴散層由于滲氮量降低，主要是含Fe₄N的γ相和α-Fe組成，擴散層韌性較高且有較高的硬度。

鑒于以上滲層機理，針對不同的材料和應用場景，對材料韌性、耐磨、耐腐蝕性能要求會不一致，相應地，對QPQ處理的滲層組織和厚度要求不一致，比如針對常用銷軸材料40Cr、35CrMo、42CrMo等，要求強韌性、耐沖擊的，在用QPQ技術處理工件時為了得到材料的強韌性，希望提高氮化滲層的深度，增加滲氮擴散層厚度，減少白亮層厚度。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種強韌性的QPQ處理工藝，該工藝可以得到更深層的鹽浴滲氮擴散層，大大提高材料的韌性；該工藝可以降低傳統的QPQ高溫、長時間滲氮帶來的厚白亮層，降低氮化層的脆性和變形，實現處理過程的微變形。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案:

一種強韌性的QPQ處理工藝，包括以下步驟：

S10、清洗：將待處理的工件放入清洗裝置中進行清洗，再烘干，以消除所述工件表面的水分；

S20、預熱：將所述工件放入預熱爐中進行預熱；

S30、氮化：在溫度為500～650℃下，將所述工件放入含氮化鹽的鹽浴滲氮裝置中進行氮化；

S40、氧化：在溫度400～450℃下，對所述工件進行氧化處理；

S50、拋光：在常溫下對所述工件表面進行拋光，去除滲氮的疏松層；

S60、重復上述S10至S50步驟。