CN105297125A - 一种适用于活塞环的qpq处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了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100~150？A/dm2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。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。
Description
技术领域
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
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。
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
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。
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
在水基清洗剂的作用下，以100~150A/dm2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。
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。
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。
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。
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。
所述的二次氧化是指在340-360℃，AB1盐浴中氧化5-10min。
本发明所述的电解清洗的温度为70-90℃，极板间距为20mm。
本发明所述漂洗的温度为90℃。
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
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。
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100A/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。
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150A/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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为400L/h。
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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为450L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为30%。
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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为410L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为33%。
所述的盐要缓慢分批加入。
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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为420L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为32%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在340℃，AB1盐浴中氧化25min。
所述的二次氧化是指在340℃，AB1盐浴中氧化10min。
所述的电解清洗的温度为80℃，极板间距为20mm。
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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为440L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为32%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在360℃，AB1盐浴中氧化15min。
所述的二次氧化是指在360℃，AB1盐浴中氧化5min。
所述的电解清洗的温度为70℃，极板间距为20mm。
所述漂洗的温度为90℃。
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。
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为425L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为31.5%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在350℃，AB1盐浴中氧化20min。
所述的二次氧化是指在350℃，AB1盐浴中氧化8min。
所述的电解清洗的温度为90℃，极板间距为20mm。
所述漂洗的温度为90℃。
Claims (8)
1.一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
1）清洗
在水基清洗剂的作用下，以100~150A/dm2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。
2.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为400～450L/h。
3.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为30-33%。
4.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的盐要缓慢分批加入。
5.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的氧化是指在340-360℃，AB1盐浴中氧化15-25min。
6.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的二次氧化是指在340-360℃，AB1盐浴中氧化5-10min。
7.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述的电解清洗的温度为70-90℃，极板间距为20mm。
8.根据权利要求1所述的一种适用于活塞环的QPQ处理工艺，其特征在于：所述漂洗的温度为90℃。
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