湖北QPQ技術(shù)工藝

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處理技術(shù)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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調質(zhì)鋼鋼變速器副箱錐環(huán)支板（通稱(chēng)錐環(huán)支板）是變速器中的關(guān)鍵精細零件，服現役承載能力時(shí)承擔很大的荷載和磨擦，需對錐環(huán)支板齒型開(kāi)展加強，表面強度規定≥50HRC，錐環(huán)支板的精密度規定也較高，技術(shù)標準為：齒度形≤0.08mm，平面圖形變≤0.毫米?，F加工過(guò)程中，某汽車(chē)廠(chǎng)家發(fā)覺(jué)離子氮化后的錐環(huán)支板齒型品質(zhì)達標，但錐環(huán)支板的平面圖形變度很大，具體測得形變均超過(guò)0.15mm，必須根據事后的精拋工藝流程多方面校直，附加提高了產(chǎn)品成本，且生產(chǎn)率較低。研究發(fā)現造成 錐環(huán)支板形變很大的緣故取決于錐環(huán)支板在爐膛內放置方法不科學(xué)，錐環(huán)支板與氮化爐底邊直接接觸，氮化爐底邊由于長(cháng)期性應用產(chǎn)生形變或者爐內有殘渣、坑坑洼洼等缺點(diǎn)都是會(huì )造成 層疊在爐膛內的錐環(huán)支板處在一個(gè)非水準情況，錐環(huán)支板的層疊可能產(chǎn)生偏位而紊亂，加溫全過(guò)程中錐環(huán)支板因堆積紊亂左右承受力不勻和加溫及制冷不勻而造成形變，因而，設計方案相對的工作服改進(jìn)錐環(huán)支板在氮化爐內的放置方式尤其必需。詳細介紹了改進(jìn)后的離子氮化加工工藝及其QPQ熱工藝處理對錐環(huán)支板的熱處理工藝實(shí)際情況，剖析了這二種加工工藝的經(jīng)濟發(fā)展成本費。

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氣門(mén)是與氣缸相接觸的面，溫度高達600～700℃。因此氣門(mén)除了選用熱強度鋼材料外，QPQ技術(shù)生產(chǎn)商提醒大家還要特別注意氣門(mén)的接觸面是一個(gè)危險區域。該區域要求耐熱蝕、耐熱疲勞、耐磨損，因此必須進(jìn)行表面強化。較早的表面強化技術(shù)是采用鍍硬鉻?，F在進(jìn)氣門(mén)材料常采用4Cr9Si2鋼，排氣門(mén)材料一般都采用5Cr21Mn9Ni4N(焊接耐磨合金)。4Cr9Si2鋼氣門(mén)的桿部及頭部硬度為30～37HRC，尾部硬度大于48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門(mén)應先作固熔處理，桿部及頭部硬度為34～40HRC，尾部硬度為50～60HRC。也可以用4Cr9Si2鋼作尾部與5Cr21Mn9Ni4N鋼焊接，尾部高頻淬火后硬度可達到55～63HRC。氣門(mén)經(jīng)預熱處理并達到上述技術(shù)要求后再進(jìn)行QPQ處理，以便在其表面形成5μm以上的化合物層，增加其高溫狀態(tài)下的耐蝕、耐磨和耐疲勞性能。氣門(mén)在進(jìn)行QPQ處理時(shí)應預先去除不銹耐熱鋼表面的鈍化膜，否則有時(shí)可能產(chǎn)生元素滲不進(jìn)、無(wú)滲層的情況。另外可以用酸洗去除鈍化膜，如有條件可以采用噴細砂的辦法，效果更好。氣門(mén)在進(jìn)行了氮化和氧化后，可以在光飾機上作振動(dòng)拋光，然后再作一次氧化，即進(jìn)行了QPQ的全過(guò)程。這樣不僅可以降低氣門(mén)表面粗糙度值，還可以增加耐蝕性?，F在國內外氣門(mén)主要都采用QPQ處理，美國進(jìn)行的氣門(mén)比較試驗表明，40Cr鋼進(jìn)氣門(mén)和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門(mén)經(jīng)QPQ處理后，其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍，并成功解決了六價(jià)鉻的公害問(wèn)題。 　

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另外轉變需要一定的時(shí)間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內外溫度一致， 使顯微組織轉變完全，這段時(shí)間稱(chēng)為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒(méi)有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(cháng)。冷卻也是熱處理工藝過(guò)程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類(lèi)。根據加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類(lèi)又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類(lèi)繁多。