一種循環(huán)qpq處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于金屬元件制造加工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)QPQ處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]刀具強(qiáng)韌化處理的常規(guī)方法，一般是通過(guò)調(diào)整高速鋼熱處理工藝，改善碳化物的形態(tài)與分布來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用真空熱處理技術(shù)，獲取細(xì)小晶粒組織，提高了高速鋼M2A1的強(qiáng)韌性。涂層技術(shù)也是提高刀具強(qiáng)韌化性能的有效方法之一，利用PVD和CVD技術(shù)，在刀具表面形成很薄的涂層，這些涂層具有高硬度、良好的耐熱性和隔熱性，加上內(nèi)部韌性較高的基體，使刀具具有強(qiáng)韌化特性。采用DC反應(yīng)磁控濺射和電弧離子鍍相結(jié)合的方法在高速鋼上沉積氮化碳-氮化鈦復(fù)合膜，大幅提高了刀具硬度和耐磨性能，從而使刀具具有外強(qiáng)內(nèi)韌的特性。另外，激光強(qiáng)化技術(shù)也是高速鋼刀具強(qiáng)韌化處理的主要工藝方法之一。該工藝主要是利用激光能量密度高、加熱速度和冷卻速度快特性，使高速鋼中的奧氏體晶粒得到細(xì)化，刀具基體材料的韌性增加，同時(shí)大量碳化物溶入奧氏體，使隨后的馬氏體中的碳元素和合金元素含量增加，從而使刀具的硬度、耐磨性和紅硬性顯著提升。
[0003]QPQ技術(shù)是金屬表面鹽浴滲氮技術(shù)的簡(jiǎn)稱。QPQ技術(shù)是一種氧氮化技術(shù)，其工藝過(guò)程包含預(yù)熱、氮化、氧化、拋光等幾個(gè)工序。QPQ技術(shù)能夠很好的提升刀具地刃口硬度，從而提高刀具的耐磨性。QPQ處理的工件從表及里依次為化合物層(強(qiáng)化層)、擴(kuò)散層和基體?；衔飳雍蠪e2-3N的ε相，硬度很高，但韌性較差;擴(kuò)散層由于氮量降低，主要是含F(xiàn)e4N的γ ’相，韌性較高且有較高的硬度。因此用QPQ技術(shù)處理高速鋼刀具時(shí)只能形成擴(kuò)散層而不宜形成化合物層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種循環(huán)QPQ處理工藝。對(duì)傳統(tǒng)QPQ技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強(qiáng)化層的韌性，在強(qiáng)韌性方面獲得不錯(cuò)的效果。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在60?120 kHz，功率密度設(shè)定在0.5-0.8W/C;
2)預(yù)熱
在3800-400°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱30-60min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于600-630°C的鹽浴中，處理180min;
4)氧化和拋光
400-450°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光。
[0006]重復(fù)1)-4)步驟3次，
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES1.5-2.0 g/1
表面活性劑NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性劑NP-10 2.2-2.6 g/1 助洗劑0.2-0.3 g/1
復(fù)合緩蝕劑0.5-0.8 g/1
溶劑為水；
優(yōu)選地，所述的助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的組合。
[0007]優(yōu)選地，所述的復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1:1。
[0009]本發(fā)明所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30-40%。
[0010]優(yōu)選地，所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h，使鹽浴適度翻騰。
[0011]優(yōu)選地，所述的鹽要緩慢分批加入，一次性加入量過(guò)多會(huì)因反應(yīng)劇烈而溢鹽。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明的新型水基清洗劑的清洗能力強(qiáng)，常溫條件下渣油脫脂率可達(dá)99.5%以上;屬于低泡型清洗劑，起泡高達(dá)< 5mm；防銹性能良好。
[0013]2、本發(fā)明的循環(huán)QPQ工藝能徹底分解工件從滲氮爐帶出來(lái)的氰根，消除公害；同時(shí)在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，提高耐磨性;能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強(qiáng)化層的韌性，在強(qiáng)韌性方面獲得不錯(cuò)的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0015]實(shí)施例1
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在60kHz，功率密度設(shè)定在0.8W/C ；
2)預(yù)熱
在380°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱60min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于600°C的鹽浴中，處理180min;
4)氧化和拋光
400°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光；
重復(fù)1)-4)步驟3次；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES1.5- g/1
表面活性劑NP-7 2.0 g/1 表面活性劑NP-10 2.2 g/1 助洗劑0.2 g/1
復(fù)合緩蝕劑0.5 g/1
溶劑為水。
[0016] 實(shí)施例2
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在120 kHz，功率密度設(shè)定在0.5W/C;
2)預(yù)熱
在400°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱30min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于630°C的鹽浴中，處理180min;
4)氧化和拋光
450°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光；
重復(fù)1)-4)步驟3次；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES2.0 g/1
表面活性劑NP-7 2.5 g/1 表面活性劑NP-10 2.6 g/1 助洗劑0.3 g/1
復(fù)合緩蝕劑0.8 g/1
溶劑為水；
實(shí)施例3
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在80 kHz，功率密度設(shè)定在0.6W/C;
2)預(yù)熱
在390°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱40min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于610°C的鹽浴中，處理180min;
4)氧化和拋光
420°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光；
重復(fù)1)-4)步驟3次；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES1.8g/l
表面活性劑NP-7 2.02 g/1 表面活性劑NP-10 2.3g/l 助洗劑0.25g/l
復(fù)合緩蝕劑0.6g/l
溶劑為水；
實(shí)施例4
一種循環(huán)QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在100kHz，功率密度設(shè)定在0.7W/C ；
2)預(yù)熱
在395°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱50min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于620°C的鹽浴中，處理180min;
4)氧化和拋光
440°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光；
重復(fù)1)-4)步驟3次；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES1.6g/l
表面活性劑NP-7 2.3 g/1 表面活性劑NP-10 2.4g/l 助洗劑0.22 g/1
復(fù)合緩蝕劑0.7 g/1
溶劑為水；
實(shí)施例5
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例1基本相同，在此基礎(chǔ)上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為450 L/ho
[0017]實(shí)施例6
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例2基本相同，在此基礎(chǔ)上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400 L/ho
[0018]實(shí)施例7
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例3基本相同，在此基礎(chǔ)上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為410 L/ho
[0019]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0020]實(shí)施例8
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例3基本相同，在此基礎(chǔ)上:
所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為420L/h。
[0021]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0022]所述的氧化是指在350°C，于氧化鹽的作用下氧化20min。
[0023]所述的助洗劑為三聚磷酸鈉。
[0024]實(shí)施例9 本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例4基本相同，在此基礎(chǔ)上: 所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為430L/h。
[0025]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0026]所述的氧化是指在400°C，于氧化鹽的作用下氧化lOmin。
[0027]所述的助洗劑為三聚磷酸鈉和碳酸鈉。
[0028]實(shí)施例10
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例4基本相同，在此基礎(chǔ)上: 所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為440L/h。
[0029]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0030]所述的氧化是指在360°C，于氧化鹽的作用下氧化12min。[0031 ]所述的助洗劑為4A沸石。
[0032]所述的復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。
[0033]實(shí)施例11
本實(shí)施例的實(shí)施方式與實(shí)施例4基本相同，在此基礎(chǔ)上: 所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為425L/h。
[0034]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0035]所述的氧化是指在370°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0036]所述的助洗劑為4A沸石和碳酸鈉。
[0037]所述的復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。
[0038]所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1: 1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下: 1)清洗 在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在60?120 kHz，功率密度設(shè)定在0.5-0.8W/C; 2)預(yù)熱 在380-400°C的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱30-60min; 3)氮碳共滲 將預(yù)熱后的工件置于600-630°C的鹽浴中，處理180min; 4)氧化和拋光 400-450°C下，氧化15min，清水漂洗，拋光； 重復(fù)1)-4)步驟3次； 所述水基清洗劑的組成配比如下: 表面活性劑AES1.5-2.0 g/1 表面活性劑NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性劑NP-10 2.2-2.6 g/1 助洗劑0.2-0.3 g/1 復(fù)合緩蝕劑0.5-0.8 g/1 溶劑為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的滲氮鹽浴中含CNO—的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30-40%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽要緩慢分批加入。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述的復(fù)合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復(fù)配。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種循環(huán)QPQ處理工藝，其特征在于:所述聚醚和咪唑啉的復(fù)配質(zhì)量比例為1:1。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種循環(huán)QPQ處理工藝。工藝步驟如下：1）清洗，在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動(dòng)頻率范圍在60～120？kHz，功率密度設(shè)定在0.5-0.8W/C；2）預(yù)熱，在380-400℃的溫度下，在空氣爐中對(duì)工件加熱30-60min；3）氮碳共滲，將預(yù)熱后的工件置于600-630℃的鹽浴中，處理180min；4）氧化和拋光，400-450℃下，氧化15min，清水漂洗，拋光；重復(fù)1）-4）步驟3次。對(duì)傳統(tǒng)QPQ技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，能有效提高氮化層的深度，減小氮化白亮層厚度，改善強(qiáng)化層的韌性，在強(qiáng)韌性方面獲得不錯(cuò)的效果。
【IPC分類】C23G5/00, C23C8/02, C23G1/26, C23C8/58
【公開(kāi)號(hào)】CN105441868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510978118
【發(fā)明人】唐剛?cè)? 張豐瓊
【申請(qǐng)人】四川全豐新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日