QPQ(Quench-Polish-Quench)是一种先进的金属表面改性技术,它并非单一的工艺,而是一个复合处理过程。其核心步骤是盐浴氮化(或软氮化),再结合氧化和抛光。

简单来说,QPQ处理可以给金属零件(特别是钢铁件)带来一种“全能型”的表面强化效果。其主要效果可以归纳为以下几个方面:
一、 核心效果:极其优异的耐磨性
这是QPQ技术显著、突出的优点。
机理:在盐浴氮化过程中,活性氮原子渗入金属表面,形成一层致密、高硬度的氮化物层(化合物层,白亮层)。这层物质的硬度极高,远高于通过常规淬火得到的硬度。
硬度值:对钢铁材料,表面硬度可达HV600-1200(约HRC 55-72以上)。例如,普通淬火件硬度通常在HRC 58-62左右,而QPQ处理后可能超过这个值且更耐磨。
结果:经过Q处理的零件其耐磨性比常规淬火、高频淬火高10倍以上,与镀硬铬相比也要高出2倍以上。能极大程度抵抗摩擦、磨损、咬合(抗咬死)。
二、 优越的抗腐蚀性
QPQ处理的抗腐蚀性是其另一大亮点,甚至优于部分不锈钢。
机理:在氮化后的氧化工序中,表面会生成一层稳定、致密的黑色Fe₃O₄氧化膜。这层膜化学性质稳定,能将金属基体与外部腐蚀介质有效隔离。
结果:经QPQ处理的碳钢、合金钢零件,其中性盐雾试验时间可达100-500小时以上不生锈(具体时间取决于材质和处理工艺)。其抗盐雾腐蚀能力远远优于发黑、镀锌、镀铬等传统表面处理工艺。
三、 良好的耐疲劳性
机理:氮化过程中形成的表面化合物层具有很高的残余压应力,可以有效地抵消零件在交变载荷下产生的拉应力,从而极大地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展。
结果:零件的疲劳强度显著提高,一般能提升20%-百分百 甚至更高。这对于承受反复载荷的轴类、齿轮、弹簧等零件至关重要。
四、 极小的变形
这是QPQ技术相对于传统热处理的巨大优势。
机理:整个处理过程的温度(通常在500-600℃之间)低于钢铁材料的相变温度(Ac1),处理过程中不发生组织结构的相变(奥氏体向马氏体转变),因此没有淬火变形带来的体积变化。
结果:处理后零件的尺寸和形状变化微乎其微,通常只有几个微米(μm)的尺寸胀大。这使得它特别适合处理:
精密零件:如量具、精密仪器零件。
长杆件、薄壁件、复杂形状零件:这些零件采用常规淬火极易发生弯曲或开裂,而QPQ几乎不变形。
成品件的后处理:零件在精加工到终尺寸后,再进行QPQ处理,无需后续加工。
五、 美观的黑色外观
结果:处理后的零件表面呈现一种均匀、乌黑、哑光或略带质感的外观,美观且耐脏。这使其也常用于需要黑色外观且兼具性能的消费品,如高端自行车零件、汽车配件、五金工具等。
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