摘要：简述了QPQ盐浴复合处理技术的基本原理及技术特点，并对比QPQ技术与氮化、淬火等传统热处理技术及电镀等表面防腐技术的优劣性 。简单阐述了QPQ技术的应用现状及其在电梯行业的潜在应用前景。
关键词：QPQ技术盐浴复合处理技术表面处理应用
表面处理技术，是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。一方面可以提高金属防腐性能， 减缓腐蚀速度。另一方面，表面处理技术还可以赋予金属与本体材质不同的硬度、光泽度、摩擦系数等物理特性。
金属表面处理基本都是高能耗行业，且过程中产生的废液、废渣对环境影响较大。尤其是电镀产生的重金属，对环境和人类生存的影响尤为 重大，且不容易治理。近年来政府在环保上加大了治理力度，采取了多方面的措施限制电镀行业的发展。因此很多电镀厂商面临关停、搬迁 至偏远地区、投入新工艺设备导致成本增高等问题。而QPQ盐浴复合处理技术作为一项更加环保的新兴表面处理技术，在某些领域正逐步替 代一些传统表面处理工艺。
1、QPQ技术简介
QPQ盐浴复合处理技术，在国内通常简称为QPQ技术。QPQ技术是将工件分别在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理，使金属表面渗入一定量 的其他元素，形成化合物层，以此来提高耐磨性和耐蚀性的复合处理技术。QPQ原指淬火-抛光-淬火，现行业内把无公害盐浴复合处理技术 统称“QPQ技术”。[1]
2、QPQ技术的特点
QPQ处理后，工件表面形成由外向内分别由氧化膜、化合物层、扩散层组成的渗层组织。氧化膜是铁的氧化物，可以提高金属表面的抗蚀性 ，也可在一定程度上提高耐磨性。外观上呈现黑色或蓝黑色，具有乌黑发亮的色泽，较为美观。化合物层俗称白亮层，是铁的氮化物，具有 极高的耐磨性和抗蚀性。通常渗层质量的好坏多以化合物层的厚度和致密度来衡量。扩散层是氮渗入铁的晶格中形成的固溶体，可以提高金 属的疲劳强度。
相比常规表面处理，如淬火、氮化、镀铬等，QPQ具有以下优点：
硬度高。除镀硬铬以外，一般的电镀防护层不具备高的耐磨性，而QPQ技术赋予金属的耐磨性比普通的硬化技术还高。40Cr钢经QPQ处理后， 其耐磨性是镀硬铬和离子氮化处理的2倍左右，是常规淬火和高频淬火的20余倍。且相对氮化处理，QPQ处理具有温度低、时间短、工件变形 小的优点；由于在氧化盐浴中工件表面形成氧化物层，耐腐蚀性更好，在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能；渗层硬度较氮化低， 脆性较小，不容易剥落。
耐腐蚀。QPQ盐浴复合处理样品的抗腐蚀性远远高于镀铬和镀硬铬，甚至还高于镀镍，与铜、镍、铬三层复合镀处于同一水平。
提高疲劳强度。QPQ技术可以使钢、铁、铁基粉末冶金材料的疲劳强度提高20-200%。经试验，调质状态的45#钢经QPQ盐浴复合处理后，疲劳 强度可提高40%多。
变形小。由于QPQ技术的处理温度低于钢的相变温度，处理过程中基体上不会发生组织转变，因此不会产生组织应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与常规淬火、高频淬 火、渗碳淬火等发生组织转变的热处理相比，QPQ技术所产生的变形小得多，可解决淬火变形问题。
QPQ技术成本上更具优势。与电镀技术相比，QPQ技术的投资成本和能源成本均不到镀硬铬的一半，它的处理成本只有镀硬铬的60％多，低于 Cu-Ni-Cr三层复合镀。[2]与渗碳淬火相比可以节能50%。
更环保。虽然QPQ技术在盐浴软氮化的盐浴中含有1%-3％的氰根，但后续盐浴氧化过程中，可以有效中和氰根离子，避免污染环境。QPQ技术 相比传统热处理更节能，相比镀铬等工艺不产生重金属污染，在环保方面更具优势。
需要说明的是，虽然QPQ处理形成的渗层组织致密且硬度高，但由于渗层较薄，白亮层厚度一般在10-20μm之间，所以QPQ技术一般用于处理 承受载荷较轻、耐磨性要求高的零件，不适于用于承受重载的零件。
3、QPQ技术的应用领域
QPQ技术处理的工件不仅硬度高，同时防腐性能也大幅提高。通常其他表面处理需要几个工序结合才能达到同时提升耐磨性和防腐性的目的 。因此可以用QPQ技术代替几种复合工序，缩短生产周期。加上其在成本上的优势，使其在某些领域及行业可以代替一些常规表面处理，得 到广泛应用。
QPQ技术应用最为广泛的是汽车、摩托车零部件行业，如曲轴、凸轮轴、挺柱、气门、气缸套、齿轮、螺栓、活塞杆、衬套等。应用QPQ技术 可提高各个零部件的疲劳强度、耐磨性、表面硬度等各方面特性。
由于QPQ盐浴复合处理技术处理后的样品基本不存在形状和尺寸的变化，可解决工件经传统热处理后因变形太大无法使用的问题。可应用于 汽车的同步器齿轮、设备的齿轮蜗杆等传统由于淬火热处理导致工件变形无法使用的情况。
QPQ技术可赋予普通碳钢优异的耐磨、防腐性能。因此可用碳钢作QPQ处理代替电镀等表面处理，以及代替一些较贵的金属材料。如代替不锈 钢，可降低成本，同时改善切屑性能。QPQ表面处理后工件外观上乌黑光亮，可应用于一些生活用具及体育用品。
4、QPQ技术在电梯行业的潜在应用分析
据了解，目前QPQ技术尚未广泛应用于电梯及电梯零部件行业中。电梯中很多部件对耐磨性、耐疲劳性、防腐性能及外观要求较高。因此预 计QPQ技术在电梯行业也有较大应用空间。
可应用于对耐磨、防腐性能要求高，且对尺寸精度要求高的零部件，如轴、轴承、齿轮、蜗杆、键销、制动器顶杆螺栓、导轨等。若对此类 进行电镀处理，电镀后尺寸难以控制，且持续摩擦会造成电镀件镀层脱落的风险。而QPQ技术处理后零件尺寸变化较小，比较容易控制处理 后的零件 尺寸；渗层组织结合力好，不脱落。
可应用于工作条件恶劣的零件，如长期暴露在室外或者长期处于潮湿、酸碱性环境下的紧固件、钣金件、壳体等零件，例如缓冲器、螺栓、 导轨压码等部件。
可应用于对外观和防腐有一定要求的部件，如按钮、操纵箱、轿厢壁板等。
参考文献
[1]李惠友，罗德福，吴少旭．QPQ技术的原理与应用[M]．北京：机械工业出版社，2008，1-2．
[2]李惠友、罗德福.QPQ技术与常用硬化,抗蚀变化的比较：QPQ盐浴复合处理技术之二[R].《金属加工(热加工)热加工》,1999(9):33-34
论文作者:曹长青
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/17
标签：技术论文; 耐磨性论文; 盐浴论文; 工件论文; 氮化论文; 表面处理论文; 应用于论文; 《基层建设》2018年第20期论文;