CN105506543A - 一种qpq处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种QPQ处理工艺。1）清洗，在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在60～120？kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C；2）预热，在350-380℃的温度下，在空气炉中对工件加热；3）渗氮，将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；4）氧化和抛光，将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。采用常温下仍具有较强清洗能力的水基清洗剂，不腐蚀金属，低泡易漂洗，去污能力强，再经过氮碳共渗，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。
清洗是QPQ的前处理工序，对工件的外观和渗层质量至关重要。工件上的油和锈会影响氮原子的渗入，也污染盐浴。对外观要求高的，要吹净工件上的水迹，清洗剂也很有讲究。
CN91109760.0，名称为“水溶性金属清洗液”的发明专利申请，该清洗液以水为溶剂，加入乳化剂十二烷基磺酸钠、ＯＰ—１０；防锈剂五氯酚钠、苯甲酸钠、亚硝酸钠；清洗剂三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各种钢材、铸铁制件的清洗。但缺点是泡沫多，导电率低，一般需要加热使用，不适用于超声波清洗。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种QPQ处理工艺。采用常温下仍具有较强清洗能力的水基清洗剂，不腐蚀金属，低泡易漂洗，去污能力强，再经过氮碳共渗，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，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在60～120kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES1.5-2.0g/l
表面活性剂NP-72.0-2.5g/l
表面活性剂NP-102.2-2.6g/l
助洗剂0.2-0.3g/l
复合缓蚀剂0.5-0.8g/l
溶剂为水。
2）预热
在350-380℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于450℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
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30-40%。
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350-400℃，于氧化盐的作用下氧化10-20min，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。
本发明所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和碳酸钠中的一种或者两种以上的组合。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
缓蚀剂聚醚和咪唑啉经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层紧密的膜，或与金属离子反应后形成一层紧密的膜，故缓蚀效果好。当其添加量为0.6g/l时，最低腐蚀率可达0.3%。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的新型水基清洗剂的清洗能力强，常温条件下渣油脱脂率可达99.5%以上；属于低泡型清洗剂，起泡高达≤5mm；防锈性能良好。
2、本发明的QPQ处理工艺，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QPQ处理工艺，工艺步骤如下：
1）清洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在60kHz，功率密度设定在0.5W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES1.5-g/l
表面活性剂NP-72.0g/l
表面活性剂NP-102.2g/l
助洗剂0.2g/l
复合缓蚀剂0.5g/l
溶剂为水；
2）预热
在350-℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
实施例2
一种QPQ处理工艺，工艺步骤如下：
1）清洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在120kHz，功率密度设定在0.8W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES2.0g/l
表面活性剂NP-72.5g/l
表面活性剂NP-102.6g/l
助洗剂0.3g/l
复合缓蚀剂0.8g/l
溶剂为水；
2）预热
在380℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
实施例3
一种QPQ处理工艺，工艺步骤如下：
1）清洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在100kHz，功率密度设定在0.6W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES1.8g/l
表面活性剂NP-72.02g/l
表面活性剂NP-102.3g/l
助洗剂0.25g/l
复合缓蚀剂0.6g/l
溶剂为水；
2）预热
在360℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
实施例4
一种QPQ处理工艺，工艺步骤如下：
1）清洗
在水基清洗剂的作用下，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在90kHz，功率密度设定在0.7W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES1.6g/l
表面活性剂NP-72.3g/l
表面活性剂NP-102.4g/l
助洗剂0.22g/l
复合缓蚀剂0.7g/l
溶剂为水；
2）预热
在370℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
实施例5
本实施例的实施方式与实施例1基本相同，在此基础上：
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为450L/h。
实施例6
本实施例的实施方式与实施例2基本相同，在此基础上：
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为400L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为30%。
实施例7
本实施例的实施方式与实施例3基本相同，在此基础上：
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40%。
所述的盐要缓慢分批加入。
实施例8
本实施例的实施方式与实施例3基本相同，在此基础上：
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350℃，于氧化盐的作用下氧化20min。
所述的助洗剂为三聚磷酸钠。
实施例9
本实施例的实施方式与实施例4基本相同，在此基础上：
所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为430L/h。
所述的渗氮盐浴中含CNO-的质量百分数为35%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在400℃，于氧化盐的作用下氧化10min。
所述的助洗剂为三聚磷酸钠和碳酸钠。
实施例10
本实施例的实施方式与实施例4基本相同，在此基础上：
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36%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在360℃，于氧化盐的作用下氧化12min。
所述的助洗剂为4A沸石。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
实施例11
本实施例的实施方式与实施例4基本相同，在此基础上：
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38%。
所述的盐要缓慢分批加入。
所述的氧化是指在370℃，于氧化盐的作用下氧化15min。
所述的助洗剂为4A沸石和碳酸钠。
所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
Claims (8)
1.一种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，超声波清洗将工件表面的污垢剥离脱落，清洗振动频率范围在60～120kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C；
所述水基清洗剂的组成配比如下：
表面活性剂AES1.5-2.0g/l
表面活性剂NP-72.0-2.5g/l
表面活性剂NP-102.2-2.6g/l
助洗剂0.2-0.3g/l
复合缓蚀剂0.5-0.8g/l
溶剂为水；
2）预热
在350-380℃的温度下，在空气炉中对工件加热；
3）渗氮
将预热后的工件置于570℃的盐浴中，处理90min；
4）氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗2次后采用机械抛光。
2.根据权利要求1所述的一种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30-40%。
4.根据权利要求3所述的一种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QPQ处理工艺，其特征在于：所述的氧化是指在350-400℃，于氧化盐的作用下氧化10-20min。
6.根据权利要求1所述的一种QPQ处理工艺，其特征在于：所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和碳酸钠中的一种或者两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的一种QPQ处理工艺，其特征在于：所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
8.根据权利要求7所述的一种QPQ处理工艺，其特征在于：所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510978135.XA CN105506543A (zh) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | 一种qpq处理工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201510978135.XA CN105506543A (zh) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | 一种qpq处理工艺 |
Publications (1)
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| CN105506543A true CN105506543A (zh) | 2016-04-20 |
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| CN (1) | CN105506543A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107740034A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-27 | 湖州正德轻工机械有限公司 | 一种金属工件表面热处理方法 |
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2015
- 2015-12-23 CN CN201510978135.XA patent/CN105506543A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107740034A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-27 | 湖州正德轻工机械有限公司 | 一种金属工件表面热处理方法 |
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