QPQ表麵處理

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QPQ表麵改性技術與常規表麵處理技術鹽霧試驗效果對比淺析

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QPQ表麵改性技術與常規表麵處理技術鹽霧試驗效果對比淺析

發布日期:2019-04-18 作者: 點擊:

鋼鐵行業是我國國民經濟的支柱性產業,在我國工業現代化進程中發揮了不可替代的作用。鋼鐵工業作為一個原材料的生產和加工部門,處於工業產業鏈的中間位置,它的發展關係著國家基礎建設以及其它工業的發展鋼鐵行業工業總產值占GDP比重常年保持在兩位數。雖然我國鋼鐵產量位居全球首位,據不完全統計2018年我國的鋼鐵產量已突破9億噸,但是在高端產品以及下遊產品的開發與生產還有很大的進步空間,如何提升我國鋼鐵製品的全球競爭力是每一個鋼鐵行業從業人員的終身奮鬥目標。

鋼鐵的各種機械性能是製約鋼鐵製品發展的首要因素,其性能指標包括:強度、硬度、塑韌性、抗疲勞性、耐磨性以及抗腐蝕性等,特別是抗腐蝕性十分重要,每年由於腐蝕造成的鋼鐵損失約占年產量的10~20%。因此,掌握鋼鐵材料的腐蝕數據、腐蝕行為和規律,提供有效的防腐蝕措施,延長各鋼鐵設備設施的服役壽命,具有十分重大的現實意義。

金屬材料的常見防腐措施:

1. 改善金屬本質:根據不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性能,以減緩金屬的腐蝕速度。

2. 陰極保護:陰極保護是電化學保護技術的一種,其原理是向被腐蝕金屬結構物表麵施加一個外加電流,被保護結構物成為陰極,從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑製,避免或減弱腐蝕的發生

3. 形成表麵防護層:表麵防護層有金屬和非金屬之分。金屬防護層采用擴散滲鍍、噴鍍、電鍍、熱浸鍍、真空鍍膜、氣相沉積、陰極濺射和金屬包覆等工藝方法,離子注入和激光非晶態表麵處理等新技術正逐漸接近應用階段;非金屬防護層是利用有機塗料(如油漆、塑料、橡膠等)或無機塗料(如搪瓷、玻璃等)塗層的工藝方法,化學轉化膜也屬非金屬塗層。

在相同材質條件下,為了節約生產成本,提高生產效率的,選擇合理的表處理技術,使得工件滿足服役條件是及其必要的。同時在減少金屬材料因腐蝕因素而造成的巨大浪費起到了重要的作用。

 

QPQ表麵改性技術嚴格意義上來說屬於化學熱處理,是將熱處理與防腐蝕處理有機組合的一種新型表處理技術。具有處理溫度低、時間短、能同時提高零件的表麵硬度、耐磨性和抗蝕性,減少摩擦係數,變形小,無公害等特點。隨著近幾年國人環保意識的提升,國家對環評的監察力度的增加,QPQ改性技術越來越成為行業內首選的表處理技術之一。現將QPQ表麵改性技術與常規表處理技術的抗腐蝕能力對比做簡要分析。

常規表處理技術有很多,市場上主流的有:鍍鋅、鍍鉻、發黑、磷化以及氣體氮化。而QPQ表麵改性技術作為新興的表處理技術,其基本原理是:氮化-氧化-淬水-拋光-氧化-淬水,氮化形成的化合物層和氧化形成的氧化層不僅提高了工件的表麵硬度增強其耐磨性,而且在耐蝕性能上得到了極大的提升。

一般金屬材料的抗蝕能力用鹽霧試驗來表征。鹽霧試驗分為天然環境暴露試驗和人工加速模擬環境試驗,後者是利用鹽霧試驗箱,在其容積空間內采用人工的方法,模擬鹽霧環境來對產品的抗蝕性能進行檢測。與天然環境相比人工模擬鹽霧環境的氯化物的濃度要高幾倍或幾十倍,腐蝕速率更高,得出結果的時間更短。一般來說,人工模擬實驗24h相當於天然環境1年左右。但由於天然環境腐蝕因素複雜多變,因而不能完全用鹽霧試驗來代替天然環境暴露試驗。

中性鹽霧試驗是出現最早目前應用領域最廣的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉水溶液,溶液PH值調在中性範圍(67)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃,要求鹽霧試驗的沉降率在1~2ml/80cm2·h之間。

鹽霧試驗的目的是為了考核產品或金屬材料的耐鹽霧腐蝕質量,而鹽霧試驗結果判定正是對產品質量的宣判,它的判定結果是否正確合理,是正確衡量產品或金屬抗鹽霧腐蝕質量的關鍵。鹽霧試驗結果的判定方法有:評級判定法、稱重判定法、腐蝕物出現判定法、腐蝕數據統計分析法。

1. 評級判定法:把腐蝕麵積與總麵積之比的百分數按一定的方法劃分成幾個級別,以某一個級別作為合格判定依據,適合於平板樣品評價。

2. 稱重判定法:通過對腐蝕試驗前後樣品的重量變化,計算出受腐蝕損失的重量(或增重)來對樣品耐腐蝕質量進行評判,適用於對某種金屬耐腐蝕質量進行考核。

3. 腐蝕物出現判定法:是一種定性的判定法,它以鹽霧腐蝕試驗後產品是否產生腐蝕現象來對樣品進行判定,一般產品標準中大多采用此方法。

4. 腐蝕數據統計分析法:主要用於分析、統計腐蝕情況,而不是具體用於某一具體產品的質量判定。

腐蝕物出現判定法是常見且直接的判定方法,本次試驗數據對比采取的判定方法就是腐蝕物出現判定法,以開始出現鏽蝕時間作為試驗依據,觀測其結果如下:

 

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由試驗數據可知,在相同試驗條件下,經QPQ處理後的工件抗鹽霧腐蝕能力明顯高於其餘工藝處理工件。其中鍍鋅件時以出現白鏽為判定依據,紅鏽開始出現時間在48h左右。

 

相關標簽:QPQ表麵改性技術,鹽霧試驗

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