技术领域
[0001] 本
发明属于金属元件制造加工业技术领域,具体涉及一种适用于
活塞环的QPQ处理工艺。
背景技术
[0002] QPQ(Quench-Polish-Quench, 淬火-
抛光-淬火)技术的实质是低温盐浴渗氮+盐浴
氧化或低温盐浴氮
碳共渗+盐浴氧化,它是一种金属零件表面改性技术,具有高抗蚀、高耐磨、微
变形的优点。经QPQ技术处理的
工件表面为Fe3O4氧化膜,其抗蚀性远高于
镀铬、镀镍等表面防护技术的
水平,中碳
钢经QPQ处理后在很多领域可以代替
不锈钢。同时,QPQ工艺可以代替发黑、磷化和镀镍等传统防
腐蚀工艺。目前,QPQ技术所具有的高抗蚀性引起了有关行业,尤其是石油、化工等腐蚀问题较为严重的行业的极大关注。
[0003] 活塞环是
发动机的关键零件之一,随着发动机向高转速、大功率、轻量化的方向发展,轿车、微型车、摩托车等发动机上已广泛采用不锈钢材料的活塞环。为提高钢质活活塞环的
耐磨性和使用寿命,需对其进行表面强化处理。
发明内容
[0004] 针对上述技术问题,本发明提供了一种适用于活塞环的QPQ处理工艺。经过氮碳共渗和二次氧化,提高处理层的厚度,进一步提高工件的抗腐蚀性能。
[0005] 为了实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,其特征在于:工艺步骤如下:
1)清洗
2
在水基
清洗剂的作用下,以100~150 A/dm的
电流密度清洗0.05-0.1s;
2)预热
在280-320℃的
温度下,在空气炉中对工件加热20-30min;
3)渗氮
将预热后的工件置于600-630℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0006] 本发明所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为400~450L/h,使盐浴适度翻腾。
[0007] 本发明所述的渗氮盐浴中含CNO- 的
质量百分数为30-30%,可将表面氧化膜及疏松层的厚度控制在0.015mm以内,从而可在后续珩磨工序中将其去除,以获得高硬度、高耐磨的化合物组织。
[0008] 优选地,所述的盐要缓慢分批加入,一次性加入量过多会因反应剧烈而溢盐。
[0009] 本发明所述的氧化是指在340-360℃,AB1盐浴中氧化15-25min,彻底分解工件从渗氮炉带出来的氰根,消除公害;同时在工件表面形成黑色氧化膜,增加防腐能
力,对提高耐磨性也有一定好处。
[0010] 所述的二次氧化是指在340-360℃,AB1盐浴中氧化5-10min。
[0011] 本发明所述的
电解清洗的温度为70-90℃,极板间距为20 mm。
[0012] 本发明所述漂洗的温度为90℃。
[0013] 本发明的盐浴中CNO-质量百分数为30-30%,盐浴中氮势的升高,使氮的渗入速度加快,渗层中氮浓度升高,耐磨性也相应提高。加之共渗后的工件作进一步氧化处理,即使渗层表面的化合物层全部磨掉,其扩散层仍然具有良好的抗磨能力。可有效提高处理层的厚度,进一步提高工件的抗腐蚀性能。
具体实施方式
[0014] 下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0015]
实施例1一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以100 A/dm2的电流密度清洗0.05s;
2)预热
在280℃的温度下,在空气炉中对工件加热30min;
3)渗氮
将预热后的工件置于600℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0016] 实施例2一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以150 A/dm2的电流密度清洗0.1s;
2)预热
在320℃的温度下,在空气炉中对工件加热20min;
3)渗氮
将预热后的工件置于630℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0017] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为400L/h。
[0018] 实施例3一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以120A/dm2的电流密度清洗0.06s;
2)预热
在290℃的温度下,在空气炉中对工件加热25min;
3)渗氮
将预热后的工件置于610℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0019] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为450L/h。
[0020] 所述的渗氮盐浴中含CNO- 的质量百分数为30%。
[0021] 实施例4一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以110A/dm2的电流密度清洗0.07s;
2)预热
在300℃的温度下,在空气炉中对工件加热22min;
3)渗氮
将预热后的工件置于620℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0022] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为410L/h。
[0023] 所述的渗氮盐浴中含CNO- 的质量百分数为33%。
[0024] 所述的盐要缓慢分批加入。
[0025] 实施例5一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以140A/dm2的电流密度清洗0.08s;
2)预热
在310℃的温度下,在空气炉中对工件加热28min;
3)渗氮
将预热后的工件置于620℃的盐浴中,处理120min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0026] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为420L/h。
[0027] 所述的渗氮盐浴中含CNO- 的质量百分数为32%。
[0028] 所述的盐要缓慢分批加入。
[0029] 所述的氧化是指在340℃,AB1盐浴中氧化25min。
[0030] 所述的二次氧化是指在340℃,AB1盐浴中氧化10min。
[0031] 所述的电解清洗的温度为80℃,极板间距为20 mm。
[0032] 实施例6一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以115A/dm2的电流密度清洗0.06s;
2)预热
在285℃的温度下,在空气炉中对工件加热23min;
3)渗氮
将预热后的工件置于625℃的盐浴中,处理90min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0033] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为440L/h。
[0034] 所述的渗氮盐浴中含CNO- 的质量百分数为32%。
[0035] 所述的盐要缓慢分批加入。
[0036] 所述的氧化是指在360℃,AB1盐浴中氧化15min。
[0037] 所述的二次氧化是指在360℃,AB1盐浴中氧化5min。
[0038] 所述的电解清洗的温度为70℃,极板间距为20 mm。
[0039] 所述漂洗的温度为90℃。
[0040] 实施例7一种适用于活塞环的QPQ处理工艺,工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下,以135A/dm2的电流密度清洗0.09s;
2)预热
在295℃的温度下,在空气炉中对工件加热28min;
3)渗氮
将预热后的工件置于625℃的盐浴中,处理1200min;
4)氧化和抛光
在AB1盐浴中氧化后,加热漂洗后,机械抛光;
5)二次氧化
在AB1盐浴中再次氧化,氧化完成后加热漂洗,自然干燥后浸油。
[0041] 所述的盐浴需要连续通入压缩空气,通气量为425L/h。