一种循环qpq处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属元件制造加工业技术领域，具体涉及一种循环QPQ处理工艺。
【背景技术】
[0002]刀具强韧化处理的常规方法，一般是通过调整高速钢热处理工艺，改善碳化物的形态与分布来实现。采用真空热处理技术，获取细小晶粒组织，提高了高速钢M2A1的强韧性。涂层技术也是提高刀具强韧化性能的有效方法之一，利用PVD和CVD技术，在刀具表面形成很薄的涂层，这些涂层具有高硬度、良好的耐热性和隔热性，加上内部韧性较高的基体，使刀具具有强韧化特性。采用DC反应磁控溅射和电弧离子镀相结合的方法在高速钢上沉积氮化碳-氮化钛复合膜，大幅提高了刀具硬度和耐磨性能，从而使刀具具有外强内韧的特性。另外，激光强化技术也是高速钢刀具强韧化处理的主要工艺方法之一。该工艺主要是利用激光能量密度高、加热速度和冷却速度快特性，使高速钢中的奥氏体晶粒得到细化，刀具基体材料的韧性增加，同时大量碳化物溶入奥氏体，使随后的马氏体中的碳元素和合金元素含量增加，从而使刀具的硬度、耐磨性和红硬性显著提升。
[0003]QPQ技术是金属表面盐浴渗氮技术的简称。QPQ技术是一种氧氮化技术，其工艺过程包含预热、氮化、氧化、抛光等几个工序。QPQ技术能够很好的提升刀具地刃口硬度，从而提高刀具的耐磨性。QPQ处理的工件从表及里依次为化合物层(强化层)、扩散层和基体。化合物层含有Fe2-3N的ε相，硬度很高，但韧性较差;扩散层由于氮量降低，主要是含Fe4N的γ ’相，韧性较高且有较高的硬度。因此用QPQ技术处理高速钢刀具时只能形成扩散层而不宜形成化合物层。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种循环QPQ处理工艺。对传统QPQ技术进行改进，能有效提高氮化层的深度，减小氮化白亮层厚度，改善强化层的韧性，在强韧性方面获得不错的效果。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案:
一种循环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?120 kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C;
2)预热
在3800-400°C的温度下，在空气炉中对工件加热30-60min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于600-630°C的盐浴中，处理180min;
4)氧化和抛光
400-450°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光。
[0006]重复1)-4)步骤3次，
所述水基清洗剂的组成配比如下:
表面活性剂AES1.5-2.0 g/1
表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性剂NP-10 2.2-2.6 g/1 助洗剂0.2-0.3 g/1
复合缓蚀剂0.5-0.8 g/1
溶剂为水；
优选地，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。
[0007]优选地，所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0008]进一步优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1:1。
[0009]本发明所述的渗氮盐浴中含CN0—的质量百分数为30-40%。
[0010]优选地，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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]2、本发明的循环QPQ工艺能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，提高耐磨性;能有效提高氮化层的深度，减小氮化白亮层厚度，改善强化层的韧性，在强韧性方面获得不错的效果。
【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
一种循环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0.8W/C ；
2)预热
在380°C的温度下，在空气炉中对工件加热60min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于600°C的盐浴中，处理180min;
4)氧化和抛光
400°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光；
重复1)-4)步骤3次；
所述水基清洗剂的组成配比如下:
表面活性剂AES1.5- g/1
表面活性剂NP-7 2.0 g/1 表面活性剂NP-10 2.2 g/1 助洗剂0.2 g/1
复合缓蚀剂0.5 g/1
溶剂为水。
[0016] 实施例2
一种循环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120 kHz，功率密度设定在0.5W/C;
2)预热
在400°C的温度下，在空气炉中对工件加热30min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于630°C的盐浴中，处理180min;
4)氧化和抛光
450°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光；
重复1)-4)步骤3次；
所述水基清洗剂的组成配比如下:
表面活性剂AES2.0 g/1
表面活性剂NP-7 2.5 g/1 表面活性剂NP-10 2.6 g/1 助洗剂0.3 g/1
复合缓蚀剂0.8 g/1
溶剂为水；
实施例3
一种循环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80 kHz，功率密度设定在0.6W/C;
2)预热
在390°C的温度下，在空气炉中对工件加热40min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于610°C的盐浴中，处理180min;
4)氧化和抛光
420°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光；
重复1)-4)步骤3次；
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-7 2.02 g/1 表面活性剂NP-10 2.3g/l 助洗剂0.25g/l
复合缓蚀剂0.6g/l
溶剂为水；
实施例4
一种循环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0.7W/C ；
2)预热
在395°C的温度下，在空气炉中对工件加热50min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于620°C的盐浴中，处理180min;
4)氧化和抛光
440°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光；
重复1)-4)步骤3次；
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-7 2.3 g/1 表面活性剂NP-10 2.4g/l 助洗剂0.22 g/1
复合缓蚀剂0.7 g/1
溶剂为水；
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450 L/ho
[0017]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400 L/ho
[0018]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410 L/ho
[0019]所述的盐要缓慢分批加入。
[0020]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。
[0021]所述的盐要缓慢分批加入。
[0022]所述的氧化是指在350°C，于氧化盐的作用下氧化20min。
[0023]所述的助洗剂为三聚磷酸钠。
[0024]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。
[0025]所述的盐要缓慢分批加入。
[0026]所述的氧化是指在400°C，于氧化盐的作用下氧化lOmin。
[0027]所述的助洗剂为三聚磷酸钠和碳酸钠。
[0028]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。
[0029]所述的盐要缓慢分批加入。
[0030]所述的氧化是指在360°C，于氧化盐的作用下氧化12min。[0031 ]所述的助洗剂为4A沸石。
[0032]所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0033]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。
[0034]所述的盐要缓慢分批加入。
[0035]所述的氧化是指在370°C，于氧化盐的作用下氧化15min。
[0036]所述的助洗剂为4A沸石和碳酸钠。
[0037]所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0038]所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1: 1。
【主权项】
1.一种循环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?120 kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C; 2)预热 在380-400°C的温度下，在空气炉中对工件加热30-60min; 3)氮碳共渗 将预热后的工件置于600-630°C的盐浴中，处理180min; 4)氧化和抛光 400-450°C下，氧化15min，清水漂洗，抛光； 重复1)-4)步骤3次； 所述水基清洗剂的组成配比如下: 表面活性剂AES1.5-2.0 g/1 表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性剂NP-10 2.2-2.6 g/1 助洗剂0.2-0.3 g/1 复合缓蚀剂0.5-0.8 g/1 溶剂为水。2.根据权利要求1所述的一种循环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所述的一种循环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所述的一种循环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所述的一种循环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。6.根据权利要求1所述的一种循环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。7.根据权利要求6所述的一种循环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。
【专利摘要】本发明提供了一种循环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60～120？kHz，功率密度设定在0.5-0.8W/C；2）预热，在380-400℃的温度下，在空气炉中对工件加热30-60min；3）氮碳共渗，将预热后的工件置于600-630℃的盐浴中，处理180min；4）氧化和抛光，400-450℃下，氧化15min，清水漂洗，抛光；重复1）-4）步骤3次。对传统QPQ技术进行改进，能有效提高氮化层的深度，减小氮化白亮层厚度，改善强化层的韧性，在强韧性方面获得不错的效果。
【IPC分类】C23G5/00, C23C8/02, C23G1/26, C23C8/58
【公开号】CN105441868
【申请号】CN201510978118
【发明人】唐刚全, 张丰琼
【申请人】四川全丰新材料科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月23日