QPQ氮化鹽是QPQ表面處理技術(shù)中核心的化學(xué)介質(zhì)，主要用于金屬工件的表面滲氮強(qiáng)化。以下從技術(shù)背景、成分、作用原理、性能要求及應(yīng)用等方面展開(kāi)說(shuō)明：
一、QPQ技術(shù)背景
QPQ（Quench-Polish-Quench）是一種復(fù)合表面處理技術(shù)，全稱(chēng)為“淬火-拋光-淬火”。其基本流程為：將金屬工件加熱至奧氏體化溫度后，浸入含活性元素的鹽浴中進(jìn)行滲氮（或其他元素），隨后拋光去除表面氧化層，最后再次淬火強(qiáng)化。該技術(shù)通過(guò)滲氮+擴(kuò)散+相變的協(xié)同作用，使工件表面獲得高硬度、高耐磨性、耐腐蝕性及抗疲勞性能，廣泛應(yīng)用于齒輪、軸類(lèi)、模具、刀具等領(lǐng)域。
二、QPQ氮化鹽的定義與核心成分
QPQ氮化鹽是用于滲氮階段的功能性鹽浴，其核心作用是提供活性氮原子，并可能輔助添加其他元素（如碳、硫等）以優(yōu)化滲層性能。典型成分包括：
- 1.
基礎(chǔ)滲氮?jiǎng)?/span>：
- ?
氰化物（如KCN、NaCN）：傳統(tǒng)QPQ鹽浴的核心成分，在高溫下分解產(chǎn)生活性氮原子（N）和碳原子（C），是滲氮的主要來(lái)源。
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碳酸鹽（如K?CO?、Na?CO?）：調(diào)節(jié)鹽浴熔點(diǎn)與流動(dòng)性，維持穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境。
- 2.
輔助添加劑：
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氯化銨（NH?Cl）：促進(jìn)氮原子的活化和擴(kuò)散，加速滲氮過(guò)程。
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硫化物（如Na?S）：在滲層表面形成硫化物層（如FeS），降低摩擦系數(shù)，改善耐磨性。
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其他合金元素（如Cr、Al的化合物）：根據(jù)需求添加，用于細(xì)化滲層組織或提高耐蝕性。
三、QPQ氮化鹽的作用原理
在QPQ處理的第二步（首次淬火后的鹽浴滲氮階段），氮化鹽浴在500-600℃高溫下發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要過(guò)程如下：
- 1.
活性原子釋放：
氰化物（如KCN）分解產(chǎn)生KCN → K? + CN?，CN?進(jìn)一步分解為活性氮原子（N）和碳原子（C）：
CN?→C+N(高溫下)
- 2.
滲氮與擴(kuò)散：
活性N、C原子向鋼件表面擴(kuò)散，與基體中的Fe結(jié)合形成氮化物（如Fe?N、Fe?N）和碳氮化合物（如Fe?(C,N)），逐漸向內(nèi)部擴(kuò)散，形成白亮層（化合物層）和擴(kuò)散層（過(guò)共析層+共析層）。
- 3.
相變強(qiáng)化：
首次鹽浴滲氮后，工件需經(jīng)拋光去除表面氧化層，再重新淬火（第二次淬火）。此時(shí)，表層因快速冷卻發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高硬度；而心部則保持良好韌性。
四、QPQ氮化鹽的性能要求
為保證滲氮效果和工件質(zhì)量，氮化鹽需滿足以下關(guān)鍵指標(biāo)：
- 1.
活性穩(wěn)定：鹽浴需在高溫下長(zhǎng)期保持成分均勻，避免因氰化物分解過(guò)快導(dǎo)致活性不足或鹽浴老化（如結(jié)渣、粘度升高）。
- 2.
成分可控：各組分比例需精確（如KCN與NaCN的比例、碳酸鹽含量等），以確保氮、碳原子的擴(kuò)散速率匹配，避免滲層過(guò)脆或過(guò)薄。
- 3.
低毒性控制：傳統(tǒng)氰化物鹽浴劇毒（LC??極低），需嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)境（如密閉設(shè)備、廢氣處理），部分場(chǎng)景已逐步推廣無(wú)氰鹽浴（如以尿素、氰尿酸為基礎(chǔ)的鹽?。珴B氮效率略低。
- 4.
抗氧化性：鹽浴需添加抗氧化劑（如少量硝鹽），防止高溫下與空氣中的O?反應(yīng)失效。
五、應(yīng)用領(lǐng)域
QPQ氮化鹽配合QPQ技術(shù)，主要用于對(duì)耐磨性、耐蝕性要求高的精密零件，例如：
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汽車(chē)零部件：變速箱齒輪、凸輪軸、氣門(mén)挺桿；
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機(jī)械工具：刀具、模具、軸承；
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石油化工：閥門(mén)密封面、泵軸；
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軌道交通：高鐵齒輪箱零件。
六、安全與環(huán)保
傳統(tǒng)氰化物鹽浴的毒性是其主要短板，使用時(shí)需嚴(yán)格遵循以下防護(hù)措施：
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密閉鹽浴系統(tǒng)，配備廢氣（如HCN）吸收裝置；
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操作人員穿戴防護(hù)裝備（防化服、護(hù)目鏡、呼吸器）；
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廢鹽需經(jīng)專(zhuān)業(yè)處理（如堿性中和、沉淀分離），避免污染環(huán)境。
目前，行業(yè)正積極研發(fā)無(wú)氰/低氰QPQ鹽浴（如基于尿素-碳酸鹽體系的鹽?。诒３譂B氮性能的同時(shí)降低毒性，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
綜上，QPQ氮化鹽是QPQ技術(shù)的“核心燃料”，其成分設(shè)計(jì)與性能直接決定了滲層的質(zhì)量和工件壽命，在高端裝備制造中具有重要價(jià)值。
