QPQ解決的加工工藝全過程為：除油清理→加熱→鹽浴滲氮→鹽浴氧化→去鹽清理→干躁（打磨拋光→鹽浴氧化→去鹽清理→干躁）→浸油。QPQ技術(shù)性是一項(xiàng)由滲氮和氧化工藝流程構(gòu)成的復(fù)合型加工工藝，此技術(shù)性是一種提升基材表面耐磨性能、耐蝕性的氮、氧化鹽浴復(fù)合型解決技術(shù)性，常見于取代滲碳淬火、正離子滲氮、不銹鋼等熱處理工藝和表面加強(qiáng)技術(shù)性，以提升商品耐磨性能、耐蝕性和處理硬底化形變問題。該技術(shù)性被普遍使用于工程機(jī)械設(shè)備、儀表設(shè)備和輕化工廠等行業(yè)。文中對(duì)40Cr鋼開展QPQ解決，并與輝光正離子滲氮、氧化、電不銹鋼解決后的機(jī)構(gòu)耐磨性能和耐蝕性開展了比照科學(xué)研究。

（1）試驗(yàn)原材料及加工工藝

試驗(yàn)原材料為40Cr鋼（時(shí)效處理后基材強(qiáng)度約為274HV），選用線切割加工金相試樣，損壞試驗(yàn)試樣規(guī)格φ30mm×10mm，抗腐蝕試驗(yàn)試樣規(guī)格φ10mm×100mm，各自對(duì)各試樣開展識(shí)別碼，經(jīng)不一樣熱表處理時(shí)各試樣的識(shí)別碼信息內(nèi)容如表1所顯示。試樣表面開展切削生產(chǎn)加工，使表面表面粗糙度做到1.6μm，試樣熱表處理前通過沒有水甲苯清理、水浸洗、烘干解決。經(jīng)不一樣熱表處理時(shí)，加工工藝主要參數(shù)如表2所顯示。通過QPQ解決和氧化解決后，試樣表面為灰黑色，通過不銹鋼解決后表面為銀光澤度，而通過正離子滲氮解決后其表面為深灰色。

表1 不一樣熱表處理試樣識(shí)別碼

2 40Cr鋼熱計(jì)量表工藝處理主要參數(shù)

（2）顯微鏡強(qiáng)度試驗(yàn)

用水砂紙將通過各熱計(jì)量表工藝處理的金相試樣（a1、d1）打磨拋光至發(fā)光，用以檢驗(yàn)金相和精確測量強(qiáng)度。在金相嵌入后，精確測量滲層表面到基材強(qiáng)度梯度方向。試驗(yàn)常用維氏硬度計(jì)，試驗(yàn)力為0.098N（10gf），試壓時(shí)間為10s；將制做好的金相試樣用4%氰化鈉、酒精溶液浸蝕，待試樣干躁后，用4XB型金相顯微鏡觀查試樣機(jī)構(gòu)。

（3）損壞試驗(yàn)

選用M-2000A型環(huán)塊損壞試驗(yàn)機(jī)對(duì)通過各熱計(jì)量表工藝處理的損壞試樣（a2、b2、c2、d2）開展?jié)L動(dòng)損壞試驗(yàn)，與之對(duì)磨的磨擦副為GCr15鋼試環(huán)，強(qiáng)度為57HRC，直徑為40mm，環(huán)的轉(zhuǎn)速比為200r/min，所加負(fù)載為100N，總的損壞時(shí)間為30min。損壞試樣的前后邊，用甲苯不斷將其清理后烘干處理，并且用精密度為0.1mg的光電電子分析天平稱重試樣的損壞無重力。

（4）耐蝕性試驗(yàn)

用KD60耐腐蝕試驗(yàn)機(jī)，按GB/T10125對(duì)通過不一樣熱計(jì)量表工藝處理的試樣（a3、b3、c3、d3）開展中性鹽霧試驗(yàn)。試驗(yàn)常用的浸蝕物質(zhì)為含5%的NaCl，pH數(shù)值6.7的鹽溶液，試驗(yàn)箱環(huán)境溫度為35℃，噴頭工作壓力為83kPa，以24h為一個(gè)潛伏期，間歇性噴霧器8h，停16h。

（1）滲層強(qiáng)度

通過不一樣處理工藝后40Cr鋼強(qiáng)度遍布如表3所顯示。由表3得知：通過QPQ、正離子滲氮、不銹鋼后表面強(qiáng)度各自做到711HV、525HV、703HV，強(qiáng)度梯度方向由表面至基材慢慢減少。試樣經(jīng)氧化解決后因?yàn)檠趸臃浅１?，水砂紙打磨拋光后試樣表面無氧化膜存有，故沒法測其強(qiáng)度。

表3 顯微鏡硬度標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果

（2）滲層金相組織

圖下a、b各自為通過正離子滲氮、QPQ解決后40Cr鋼的金相相片。因?yàn)橥ㄟ^不銹鋼后試樣涂層機(jī)構(gòu)是純鉻，通過氧化后表面為非常薄的灰黑色Fe3O4氧化膜，因此二種處理工藝后無須看試樣的金相。

（a）正離子滲氮解決 （b）QPQ解決

不一樣處理工藝后40Cr的金相組織

由圖下得知：QPQ、正離子滲氮的滲層機(jī)構(gòu)由表到里全是由化學(xué)物質(zhì)層、蔓延層構(gòu)成，圖內(nèi)乳白色帶條狀為化學(xué)物質(zhì)層。僅僅QPQ表面多了的氧化層在金相顯微鏡下觀查不上。從圖內(nèi)能夠看見正離子滲氮解決時(shí)間為QPQ解決的7倍，但所產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)層薄厚約為QPQ解決化學(xué)物質(zhì)層壁厚的一半，在化學(xué)物質(zhì)層勻稱性層面，從圖內(nèi)可見到經(jīng)QPQ解決后試樣的滲層機(jī)構(gòu)更加勻稱，而正離子滲氮后試樣機(jī)構(gòu)勻稱性較弱些。

（3）滾動(dòng)損壞試驗(yàn)結(jié)果

在上面上述損壞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下，不一樣處理工藝過的試樣損壞值較為如表4所顯示。由表4得知：經(jīng)QPQ解決過的試樣在30min試驗(yàn)中損壞值最少為1.9mg。其滾動(dòng)損壞的耐磨性能是不銹鋼的1.45倍，是正離子滲氮的4.32倍，是氧化的7.9倍，由此可見經(jīng)QPQ解決過的試樣耐磨性能大幅度提高。

表4 滾動(dòng)損壞試驗(yàn)損壞值較為

（4）滲層腐蝕能結(jié)果

在上面上述抗腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下，經(jīng)不一樣處理工藝過的試樣中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果如表5所顯示。由表5得知：經(jīng)QPQ解決的40Cr鋼試樣抗耐腐蝕浸蝕工作能力為不銹鋼的3.2倍，正離子滲氮的8倍，氧化的32倍。這表明經(jīng)QPQ解決后的鑄鐵件耐蝕性大幅度提高了。

表5 中性鹽霧試驗(yàn)?zāi)臀g性較為

（5）結(jié)果剖析

在4種處理工藝中：QPQ解決時(shí)，40Cr鋼表面產(chǎn)生了Fe2～3N濃度較高的氮化合物層和高密度的Fe3O4氧化膜。這類化學(xué)物質(zhì)層具備較高的強(qiáng)度和耐磨性能，而不銹鋼層的硬度不足強(qiáng)，在滾動(dòng)損壞試驗(yàn)中，不銹鋼層易脫落，所以耐磨性能比不上QPQ，但與正離子滲氮后表面的低氮鋁合金機(jī)構(gòu)較為，耐磨性能又好一點(diǎn)，而經(jīng)氧化后表面僅為Fe3O4氧化膜，此機(jī)構(gòu)強(qiáng)度很低，僅有防腐蝕功效；此外QPQ解決后試樣往往有較高的耐蝕性，主要是因?yàn)楦吣臀g性的Fe2～3N化學(xué)物質(zhì)層和表面高密度的氧化膜，且氧能拓寬到更加深入的化學(xué)物質(zhì)層內(nèi)，進(jìn)而使化學(xué)物質(zhì)層進(jìn)一步鈍化來使表面有更多的耐蝕性。

3.總結(jié)

（1）通過QPQ解決的40Cr鋼表面轉(zhuǎn)化成了Fe2～3N濃度較高的氮化合物和高密度Fe3O4氧化膜，其表面的顯微鏡強(qiáng)度、耐磨性能和耐蝕性有很大的提升。

（2）經(jīng)QPQ、不銹鋼、正離子滲氮、氧化解決后，40Cr鋼表面的耐磨性能愈來愈低，其表面的耐蝕性也愈來愈低。