QPQ表面處理對40Cr鋼滲層組織的影響

2023-11-23 10:47:52

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QPQ表面處理的工藝過程為：去油清洗→預熱→鹽浴氮化→鹽浴氧化→去鹽清洗→干燥（拋光→鹽浴氧化→去鹽清洗→干燥）→浸油。QPQ技術是一項由滲氮和氧化工序組成的復合工藝，此技術是一種提高基體表面耐磨性、耐蝕性的氮、氧化鹽浴復合處理技術，常用于替代滲碳淬火、離子滲氮、鍍鉻等熱處理和表面強化技術，以提高產品耐磨性、耐蝕性和解決硬化變形問題。該技術被廣泛應用于工程機械、儀器儀表和輕化工等領域。本文對40Cr鋼進行QPQ處理，并與輝光離子滲氮、氧化、電鍍鉻處理后的組織耐磨性和耐蝕性進行了對比研究。

1.試驗材料及方法

（1）試驗材料及工藝

QPQ表面處理對40Cr鋼滲層組織的影響

試驗材料為40Cr鋼（調質后基體硬度約為274HV），采用線切割加工金相試樣，磨損試驗試樣尺寸φ30mm×10mm，耐腐蝕試驗試樣尺寸φ10mm×100mm，分別對各試樣進行編號，經不同熱表處理時各試樣的編號信息如表1所示。試樣表面進行磨削加工，使表面粗糙度達到1.6μm，試樣熱表處理前經過無水丙酮清洗、清水漂洗、吹干處理。經不同熱表處理時，工藝參數如表2所示。經過QPQ處理和氧化處理后，試樣表面為黑色，經過鍍鉻處理后表面為銀亮色，而經過離子滲氮處理后其表面為銀灰色。

（2）顯微硬度試驗

用細砂紙將經過各熱表處理工藝的金相試樣（a1、d1）打磨至發亮，用于檢測金相和測量硬度。在金相鑲嵌后，測量滲層表面到基體硬度梯度。試驗所用顯微硬度計，試驗力為0.098N（10gf），保壓時間為10s；將制作好的金相試樣用百分之4硝酸、酒精溶液腐蝕，待試樣干燥后，用4XB型金相顯微鏡觀察試樣組織。

（3）磨損試驗

采用M-2000A型環塊磨損試驗機對經過各熱表處理工藝的磨損試樣（a2、b2、c2、d2）進行滑動磨損試驗，與之對磨的摩擦副為GCr15鋼試環，硬度為57HRC，外徑為40mm，環的轉速為200r/min，所加載荷為100N，總的磨損時間為30min。磨損試樣的前后面，用丙酮反復將其清洗后烘干，并用精度為0.1mg的電光分析天平稱量試樣的磨損失重。