西昌多元氮碳硫共滲工藝公司

曲軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵零件之一，它承受復雜的彎曲、扭轉載荷和一定的沖擊載荷，軸頸表面還要承受磨損。其破壞形式是在軸頸和曲柄過(guò)渡的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋與軸頸表面的嚴重磨損。曲軸的常用材料為45鋼和球墨鑄鐵。以氣缸直徑200mm以下的往復式內燃機曲軸為例，45鋼曲軸多采用調質(zhì)處理，調質(zhì)后的硬度要求為207～302HBW。球墨鑄鐵的曲軸多采用正火，正火后的硬度為240～300HBW。調質(zhì)或正火后的曲軸再作QPQ處理，曲軸心部保持較高的強度和良好的抗沖擊能力，而表面耐磨性可提高十幾倍，因此可以大大減少軸頸的磨損;疲勞強度可以提高40%以上，大大減少了軸頸過(guò)渡區產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率。

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凸輪軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機中又一重要零部件，它和氣門(mén)挺桿組成一對摩擦副，作用是氣門(mén)按一定的時(shí)間開(kāi)起和關(guān)閉。凸輪軸的常用材料為45鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。45鋼凸輪軸一般應預先進(jìn)行調質(zhì)，球墨鑄鐵凸輪軸應預先進(jìn)行正火處理，合金鑄鐵凸輪軸一般應去應力退火。預先熱處理的硬度應根據汽車(chē)的類(lèi)型、載重量等因素來(lái)選擇。凸輪軸在工作過(guò)程中除承受一定的彎曲和扭轉載荷外，凸輪部分還承受變化的擠壓應力以及與挺桿的摩擦。凸輪軸的主要損壞形式是凸輪部分磨損和粘著(zhù)磨損(嚴重時(shí)會(huì )產(chǎn)生熔接現象)，以及凸輪表面因擠壓應力的反復作用而造成的麻點(diǎn)或表面剝落。因此凸輪軸除了要有一定的強度和剛性以外，還應具有良好的耐疲勞性能和耐磨性。凸輪軸的上述性能要求剛好是QPQ表面處理的優(yōu)勢所在。首先由于化合物層具有極高的耐磨性，同時(shí)可以減少摩擦系數，因此它可以大大減少凸輪軸的磨損，避免粘著(zhù)現象的產(chǎn)生。其次由于擴散層可以大幅度提高疲勞強度，所以它可以大大減少凸輪軸表面產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝落的可能性，由此便可以延長(cháng)凸輪軸的使用壽命。凸輪軸經(jīng)QPQ處理以后，45鋼化合物層深度應>15μm，球墨鑄鐵化合物層深度應>5μm，表面硬度均應>500HV。

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正火是將鋼加熱到某溫度以上，使鋼全部轉變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體對亞共析鋼正火可細化晶粒，提高綜合性能，對要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟的。正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快因而正火組織要比退火組織更細小一些，其力學(xué)性能也有所提高。另外，正火采用爐外冷卻不占用設備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來(lái)代替退火。正火的主要應用范圍有：①用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預備熱處理；②可用于中碳鋼，可代替調制處理作為Z后熱處理；③用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消除或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需要的良好組織；④用于鑄鋼件，可以細化鑄態(tài)組織，海山可加工性；⑤用于大型鍛件，可作為Z后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開(kāi)裂傾向；⑥用于球墨鑄鐵，使硬度、強度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車(chē)、拖拉機、柴油機的曲軸，連桿等重要零件。

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空氣氧化：溶解工件從高頻淬火爐弄出的氰根（CN-），防止環(huán)境污染；在工件表面產(chǎn)生灰黑色空氣氧化膜，提高工件防腐蝕工作能力，對提高耐磨性能也是有一定功效。打磨拋光再空氣氧化：除去氮化層外邊的松散層，填補工件表面氧的成分，進(jìn)一步提高金屬材料表面的耐腐蝕性和耐磨性能，另外能夠做到清理外型的目地?？偟膩?lái)說(shuō)，QPQ的技術(shù)性?xún)?yōu)點(diǎn)關(guān)鍵以下：QPQ解決后的工件有著(zhù)很高的耐磨性能、優(yōu)良的耐疲憊性、很好的抗蝕性、很小的形變，QPQ技術(shù)性低碳環(huán)保、技術(shù)性低成本，這也更是此次實(shí)驗選用QPQ加工工藝的緣故。此次實(shí)驗的QPQ加工工藝主要參數為：加熱溫度350～400℃，時(shí)間15min；氮化溫度570℃，時(shí)間2.5h；空氣氧化溫度400℃，時(shí)間15min。QPQ解決常用機器設備，QPQ處理方式中，因為僅需齒型加強，因此 錐環(huán)支板選用螺釘連接在一起，防止全部支板平面圖被氮化解決，QPQ解決后的錐環(huán)支板樣品，能夠看得出QPQ解決后的錐環(huán)支板齒型很美觀(guān)大方。

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什么是QPQ處理工藝?這是一種鹽溶液體氮化技術(shù),即在鹽浴爐中進(jìn)行的熱化學(xué)擴散與鈍化以及精密處理相結合的無(wú)公害金屬表面處理工藝。金屬在兩種不同性質(zhì)的低溫熔融鹽熔液中作復合處理,先使多種元素同時(shí)滲入金屬表面形成由幾種化合物組成的復合滲層，以使金屬表面得到強化改性。這種復合處理技術(shù)與提高耐磨性的單一熱處理技術(shù)和提高抗蝕性的單一表面防護技術(shù)相比 ,它可以同時(shí)大幅度地提高金屬表面的耐磨性和抗蝕性。單一熱處理技術(shù)或表面防護技術(shù)是無(wú)法同時(shí)達到這兩個(gè)要求