QPQ表麵處理

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QPQ技術生產商:在汽車零部件上的應用

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QPQ技術生產商:在汽車零部件上的應用

發布日期:2019-11-29 作者: 點擊:

今天QPQ技術生產商來給大家講講QPQ技術在汽車零部件上的應用,供大家參考,如果您對這個話題感興趣的話就跟著我看下去吧。

  QPQ(Quench—Polish—Quench)原意為淬火—拋光—淬火,從專業技術上來講,這種說法不夠確切,這種技術實際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化,在國內把QPQ技術稱作QPQ鹽浴複合處理技術。

  qpq技術是一種金屬表麵改性技術,具有高抗蝕性、高耐磨、無公害等特點。20世紀80年代中期我公司自主開發了QPQ技術,打破了國外壟斷的現狀,並在國內迅速投入規模生產。我公司已將該技術向北京、天津、四川、江蘇、雲南以及廣西等地多家專門生產曲軸、氣門、凸輪軸、活塞環和氣彈簧活塞杆等專業汽車零件廠進行了技術轉讓,其中包括多種國外引進產品。汽車、摩托車作為QPQ技術的應用行業,汽車的曲軸、凸輪軸、氣彈簧和扭轉盤等年處理量由數百萬件到數千萬件,而氣門的處理量高達3.45億件。

  一、曲軸

  曲軸是汽車發動機的關鍵零件之一,它承受複雜的彎曲、扭轉載荷和一定的衝擊載荷,軸頸表麵還要承受磨損。其破壞形式是在軸頸和曲柄過渡的圓角處產生疲勞裂紋與軸頸表麵的嚴重磨損。

  曲軸的常用材料為45鋼和球墨鑄鐵。以氣缸直徑200mm以下的往複式內燃機曲軸為例,45鋼曲軸多采用調質處理,調質後的硬度要求為207~302HBW。球墨鑄鐵的曲軸多采用正火,正火後的硬度為240~300HBW。調質或正火後的曲軸再作QPQ處理,曲軸心部保持較高的強度和良好的抗衝擊能力,而表麵耐磨性可提高十幾倍,因此可以大大減少軸頸的磨損;疲勞強度可以提高40%~100%,大大減少了軸頸過渡區產生疲勞裂紋的幾率。

  根據我國汽車汽車行業標準QC/T481—1999,無論是鋼曲軸或球墨鑄鐵曲軸,經表麵強化以後的氮化層硬度應不小於500HV,氮化層總深度(包括化合物層和擴散層)應不小於0.1mm。QPQ技術生產商開發的QPQ技術完全能夠滿足客戶的技術要求。

  二、凸輪軸

  凸輪軸是汽車發動機中又一重要零部件,它和氣門挺杆組成一對摩擦副,作用是保證氣門按一定的時間開起和關閉。

  凸輪軸的常用材料為45鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。45鋼凸輪軸一般應預先進行調質,球墨鑄鐵凸輪軸應預先進行正火處理,合金鑄鐵凸輪軸一般應去應力退火。預先熱處理的硬度應根據汽車的類型、載重量等因素來選擇。

  凸輪軸在工作過程中除承受一定的彎曲和扭轉載荷外,凸輪部分還承受變化的擠壓應力以及與挺杆的摩擦。凸輪軸的主要損壞形式是凸輪部分磨損和粘著磨損(嚴重時會產生熔接現象),以及凸輪表麵因擠壓應力的反複作用而造成的麻點或表麵剝落。因此凸輪軸除了要有一定的強度和剛性以外,還應具有良好的耐疲勞性能和耐磨性。

  凸輪軸的上述性能要求剛好是QPQ處理技術的優勢所在。首先由於化合物層具有極高的耐磨性,同時可以減少摩擦係數,因此它可以大大減少凸輪軸的磨損,避免粘著現象的產生。其次由於擴散層可以大幅度提高疲勞強度,所以它可以大大減少凸輪軸表麵產生麻點或剝落的可能性,由此便可以延長凸輪軸的使用壽命。凸輪軸經QPQ處理以後,45鋼化合物層深度應>15μm,球墨鑄鐵化合物層深度應>5μm,表麵硬度均應>500HV。


                      QPQ處理石油機械  


  三、氣門

  氣門是與氣缸相接觸的麵,溫度高達600~700℃。因此氣門除了選用熱強度鋼材料外,QPQ技術生產商提醒大家還要特別注意氣門的接觸麵是一個危險區域。該區域要求耐熱蝕、耐熱疲勞、耐磨損,因此必須進行表麵強化。較早的表麵強化技術是采用鍍硬鉻。

  現在進氣門材料常采用4Cr9Si2鋼,排氣門材料一般都采用5Cr21Mn9Ni4N(焊接耐磨合金)。

  4Cr9Si2鋼氣門的杆部及頭部硬度為30~37HRC,尾部硬度大於48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門應先作固熔處理,杆部及頭部硬度為34~40HRC,尾部硬度為50~60HRC。也可以用4Cr9Si2鋼作尾部與5Cr21Mn9Ni4N鋼焊接,尾部高頻淬火後硬度可達到55~63HRC。氣門經預熱處理並達到上述技術要求後再進行QPQ處理,以便在其表麵形成5μm以上的化合物層,增加其高溫狀態下的耐蝕、耐磨和耐疲勞性能。氣門在進行QPQ處理時應預先去除不鏽耐熱鋼表麵的鈍化膜,否則有時可能產生元素滲不進、無滲層的情況。另外可以用酸洗去除鈍化膜,如有條件可以采用噴細砂的辦法,效果更好。

  氣門在進行了氮化和氧化後,可以在光飾機上作振動拋光,然後再作一次氧化,即進行了QPQ的全過程。這樣不僅可以降低氣門表麵粗糙度值,還可以增加耐蝕性。

  現在國內外氣門主要都采用QPQ處理,美國進行的氣門比較試驗表明,40Cr鋼進氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經QPQ處理後,其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍,並成功解決了六價鉻的公害問題。

  四、氣彈簧活塞杆

  氣彈簧活塞杆是汽車上的用量較大的零件,要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。一般采用鍍硬鉻,增加表麵的耐蝕性和耐磨性。但鍍鉻的六價鉻離子嚴重汙染環境,因此必須采用無公害的工藝方法替代。

  QPQ技術是一種無公害的工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍,耐蝕性比鍍硬鉻高10倍以上,因此用QPQ技術代替鍍硬鉻,耐磨性和耐蝕性都會大幅度提高,實際使用結果也證實QPQ處理的氣彈簧活塞杆有良好的耐蝕性,鹽霧試驗耐蝕性達96h。

  氣彈簧活塞杆在國外早已采用QPQ處理,年處理量達數千萬件。在國內近年來也大量采用QPQ技術處理氣彈簧活塞杆,在浙江、廣東、北京等地已有十多個廠家采用QPQ技術生產氣彈簧活塞杆,有的廠家生產的氣彈簧活塞杆還遠銷美國。

  QPQ技術作為一種無公害的工藝方法,代替電鍍鉻可以很好地解決六價鉻離子的公害問題,同時還可以提高耐蝕性、耐磨性,並大大降低生產成本。

  五、活塞環

  活塞環是各種汽車、摩托車發動機的關鍵零件,在高溫下與缸體發生滑動摩擦,因此不僅要求有較高的耐磨性,還要求高溫下的耐蝕性和良好的抗咬合性能。

  QPQ技術具有較高的耐磨性和耐蝕性,同時也具備在較高的溫度下抗咬合性能,因此可以滿足活塞環的技術要求。國內已經有多家工廠成功地采用QPQ技術生產活塞環。

  某活塞環廠在采用QPQ技術以後,又進行了進一步的試驗工作。對ASL817材料的活塞環在進行兩段QPQ處理,其工藝規範為:

  540℃ × 3h + 580℃ × 3.5h

  兩步處理工藝的試驗結果滿足了表麵硬度大於700HV,滲層深度大於0.05mm的技術要求,並且生產質量穩定。試驗結果還表明,采用QPQ技術的生產成本低於鍍鉻。鍍鉻的費用為0.2元/片,QPQ處理的費用僅為0.14元/片。

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