氣門的作用是是專門負責向汽車發(fā)動機內(nèi)輸入空氣并派出燃燒后的廢氣,氣門是在高溫狀態(tài)下工作的零件,因此氣門除了選用熱強鋼材料外,還要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(shù)是采用鍍硬鉻,現(xiàn)在氣門材料常用4Cr9Si2鋼、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比較試驗表明,40Cr鋼氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經(jīng)工研所QPQ處理后,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,并成功地解決了六價鉻的公害問題。QPQ表面處理可以提高刀具的熱穩(wěn)定性,減少熱變形的可能性。高溫QPQ疲勞強度
軟氮化和硬氮化是兩種不同的表面處理技術(shù),硬氮化工藝又稱為滲氮,應(yīng)用于載荷大、接觸疲勞相對要求高的工件,強調(diào)滲層深度的工件,方法上分為氣體滲氮和離子滲氮,滲氮處理的溫度通常在480~540℃范圍(既要保持工件的心部的調(diào)質(zhì)硬度又要使?jié)B氮層的硬度達到要求值),處理的時間隨著深度的不同而不同,一般為15~70h,甚至更長;軟氮化工藝又稱氮碳共滲或鐵素體氮碳共滲,工研所QPQ是作為典型的軟氮化,在500~580℃下對鋼件表面同時滲入氮、碳原子的化學表面熱處理工藝,滲氮為主,滲入少量的碳,碳的加入使表面化合物層(白亮層)的形成和性能得到改善,氮碳共滲適合范圍很廣,幾乎適用于所有常用的鋼種和鑄鐵。鋁合金QPQ氮化物層QPQ表面處理可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。
工研所的QPQ技術(shù)是通過在高溫(400~650℃)下對工件進行氮化和氧化處理,使金屬表面形成一層高硬度的氮化物層,通常碳鋼材料可形成10-20μm的白亮層,不銹鋼、模具鋼可形成100μm左右的擴散層。該技術(shù)在相變溫度以下處理具有微變形的特性,獨有的氧化工序可以分解氮化鹽,使其達到國家排放標準,具有環(huán)保環(huán)保的特性。工研所的QPQ表面復合處理技術(shù)應(yīng)用行業(yè)非常廣,例如在汽車、摩托車、機車、紡織機械、工程機械、石油機械、化工機械、機床、儀器儀表、照相機、齒輪、模具、工具各行各業(yè)均有應(yīng)用。
工研所QPQ表面復合處理技術(shù)中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ技術(shù)應(yīng)該說是上述鹽浴復合處理技術(shù)的完善和發(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術(shù)結(jié)合起來統(tǒng)稱為QPQ技術(shù)。這項技術(shù)主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應(yīng)淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術(shù),以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術(shù)難題。也用來代替發(fā)黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術(shù),以便大幅度提高耐蝕性或降低生產(chǎn)成本。QPQ表面處理可以改善刀具的切削表面粗糙度。
通常,我們采用中性鹽霧試驗來評估零件的防腐蝕性能,這一測試方法能夠模擬零件在潮濕、含鹽環(huán)境中的耐腐蝕表現(xiàn)。在標準鹽霧實驗環(huán)境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關(guān)重要的角色。氯化鈉是一種強電解質(zhì),具有極強的吸濕性,一旦與水接觸,便會迅速且完全地電離為氯離子和鈉離子。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕過程,實質(zhì)上是氯離子發(fā)揮其強烈的穿透能力所致。由于氯離子的半徑相對較小,它能夠輕易地穿透金屬表面的氧化層或保護層,進而與內(nèi)部的金屬基體發(fā)生電化學反應(yīng)。這一反應(yīng)會逐步侵蝕金屬,導致金屬材料表面的破壞。中性鹽霧試驗正是通過模擬這種環(huán)境,來檢測零件在長時間暴露于鹽霧中的耐腐蝕性能,從而確保零件在實際使用中的耐久性和可靠性。QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。高溫QPQ加工
QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù),提高切削效率。高溫QPQ疲勞強度
不銹鋼分為奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼以及鐵素體不銹鋼,適用于室外潮濕環(huán)境,具有很強耐腐蝕性能的304屬于奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼由于含碳量低,是不能通過熱處理來提高硬度的,如果表面要進行硬化處理,可以通過低溫離子滲氮處理(QPQ),304不銹鋼中的鉻和氮元素有較好的親和力,可以在氮化過程中生成彌散分布的氮化物起到硬化作用,成都工具研究所QPQ表面復合處理技術(shù)處理后的維氏硬度可達1000HV,同時還能保持不銹鋼的耐腐蝕性能。高溫QPQ疲勞強度