一种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Fe304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]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。
[0004]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、O P — 1Q;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】
[0005]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，进一步提尚工件的抗腐蚀性能。
[0006]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:
I)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;
所述水基清洗剂的组成配比如下:
表面活性剂AES 1.5-2.0 g/1 表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性剂NP-1O 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。
[0007]2)预热
在350_380°C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°C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。
[0008]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。
[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，所述的盐要缓慢分批加入，一次性加入量过多会因反应剧烈而溢盐。
[0011]本发明所述的氧化是指在350-400°C，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。
[0012]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入口 ο
[0013]所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0014]优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为I: I。
[0015]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0.6 g/Ι时，最低腐蚀率可达0.3%。
[0016]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。
[0017]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會K。
【具体实施方式】
[0018]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。
[0019]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AES 1.5- g/1 表面活性剂NP-7 2.0 g/1 表面活性剂NP-1O 2.2 g/1 助洗剂0.2 g/1
复合缓蚀剂0.5 g/1
溶剂为水；
2)预热在350-°C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°C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。
[0020] 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120 kHz，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AES 2.0 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；
2)预热
在380°C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°C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。
[0021 ] 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I OOkHz，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AES 1.8g/l 表面活性剂NP-7 2.02 g/1 表面活性剂NP-1O 2.3g/l 助洗剂0.25g/l
复合缓蚀剂0.6g/l
溶剂为水；
2)预热
在360°C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°C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。
[0022]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90 kHz，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AES 1.6g/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；
2)预热
在370°C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°C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。
[0023]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
[0024]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
[0025]所述的渗氮盐浴中含CN0—的质量百分数为30%。
[0026]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
[0027]所述的渗氮盐浴中含CN0—的质量百分数为40%。
[0028]所述的盐要缓慢分批加入。
[0029]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。
[0030]所述的渗氮盐浴中含CN0—的质量百分数为32%。
[0031]所述的盐要缓慢分批加入。
[0032I所述的氧化是指在350°C，于氧化盐的作用下氧化20min。
[0033]所述的助洗剂为三聚磷酸钠。
[0034]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。
[0035]所述的渗氮盐浴中含CN0—的质量百分数为35%。
[0036]所述的盐要缓慢分批加入。
[0037]所述的氧化是指在400°C，于氧化盐的作用下氧化lOmin。
[0038]所述的助洗剂为三聚磷酸钠和碳酸钠。
[0039]实施例1O
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。
[0040]所述的渗氮盐浴中含CNO—的质量百分数为36%。
[0041]所述的盐要缓慢分批加入。
[0042]所述的氧化是指在360°C，于氧化盐的作用下氧化12min。
[0043]所述的助洗剂为4A沸石。
[0044]所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0045]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。
[0046]所述的渗氮盐浴中含CNO—的质量百分数为38%。
[0047]所述的盐要缓慢分批加入。
[0048]所述的氧化是指在370°C，于氧化盐的作用下氧化15min。
[0049]所述的助洗剂为4A沸石和碳酸钠。
[0050]所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。
[0051 ] 所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为I: I。
【主权项】
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?120 kHz，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AES 1.5-2.0 g/1 表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性剂NP-1O 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)预热 在350-380°C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°C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°C，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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】C23C8/80, C23C8/58
【公开号】CN105506543
【申请号】CN201510978135
【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4月20日
【申请日】2015年12月23日