本期我們就詳細為大家介紹一下螺紋的qpq表面處理技術具體內容

一、實驗材料

該文試驗材料(易切削鋼Y40Mn)為汽車零部件雙頭連接件螺紋緊固件。其化學成分(質量分數，%)：0.42C，1.4Mn，0.25Si，0.017P，0.05Cr，0.05N。同樣地，Y40Mn的Si量高達1.41Mn，與上述27SiMn、30CrMnSi的Si含量相當，屬于高Si產品。另外，其尺寸大小為M24*l.5*11.0-M27*2*21.3—6g，螺距分別為1.5mm和2.0mm在標準公制螺紋中是均屬于細螺紋，其公差帶分別為236μm和280μm。

二、實驗基本工作原理

2.1原來QPQ處理工藝主要流程為

去油→除銹→漂洗→預熱→氮化→氧化→拋光→氧化→水清洗→自然干燥→浸油。

經過多次小批QPQ處理試驗，確定了符合本產品的工藝流程和技術參數。

2.2優化后QPQ處理工藝主要流程為

去油→除銹→漂洗→預熱→氮化→氧化→拋光→氧化超聲波清洗→強制干燥→浸油。

2.3優化后QPQ處理工藝主要技術參數

預熱(空氣爐)：350—400℃，30-40min。氮化(鹽溶爐)：520-580℃，2-3h。氧化(鹽溶爐)：360-400℃，15-20min。

2.4優化后QPQ處理工藝曲線為

the optimized QPQ treatment processgraph

2.5 QPQ處理各主要工序的基本作用

除油：采用有機溶劑型清洗劑除去表面的油污，同時也去掉零件表面的雜質。

除銹：需采用酸洗或噴砂法除盡表面已產生的氧化皮和氧化物，使氮化層易吸附在基材表面。否則已經滲透到金屬內部的氧原子，在氮化過程中會阻止滲氮的速度，影響滲氮的效果。同時，氧化皮和氧化物還會污染鹽浴成分，導致溶液雜質偏多使氮化層易吸附在基材表面。

預熱：其目的烘干工件表面的水分，以防工件帶水入氮化爐引起鹽浴濺射。使冷工件升溫后再入氮化爐，便于加快滲氮擴散速度，提高滲氮效果。

氮碳共滲：氮化是QPQ鹽浴的關鍵工序。氮化鹽中釩酸根的分解而產生的活性氮原子滲入工件，在工件表面形成高耐磨性和抗蝕性強的化合物層和耐疲勞的擴散層。其反應方程式⑴如下：

2CN0-+02=C032-+C0+N2

4CNO-=C032-+2CN-+CO+N2

在QPQ處理的氮化溫度(520-570℃)下，工件表面的高濃度N、C原子向內部擴形成擴散層。其反應方程式⑴如下：

(2-3)Fe+[N]=Fe2-3N

3Fe+[C]=Fe3C

一次氧化：主要氧化工序的作用一是分解工件從氮化爐帶出來的氰根，達到環保要求。在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，并提高耐磨性。其反應方程式如下：

2Fe+02=2Fe0

4Fe+302=2Fe203

Fe0+Fe203=Fe304

拋光：鑒于螺紋結構件的特殊性，本案曾經采用噴砂處理的方式，雖可以成功地除去工件表面的疏松結構。但細小的(金剛砂粒徑為0.2-0.3mm)卻殘留螺紋齒間，難以清除干凈，也污染了后續的氧化溶液，反而導致表面氧化效果更糟。經過多次實驗，匹配到了合適的磨料粒子，粒徑大小約1.3mm。且仍然通過振動磨料拋光的方式，可較好地除去了氮化過程中殘留物，為后續的氧化生成致密的氧化膜打下了良好的基礎。