一種qpq處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于金屬元件制造加工業技術領域，具體涉及一種QPQ處理工藝。
【背景技術】
[0002]QPQ(Quench-Polish-Quench,淬火-拋光-淬火)技術的實質是低溫鹽浴滲氮+鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲+鹽浴氧化，它是一種金屬零件表面改性技術，具有高抗蝕、高耐磨、微變形的優點。經QPQ技術處理的工件表面為Fe304氧化膜，其抗蝕性遠高于鍍鉻、鍍鎳等表面防護技術的水平，中碳鋼經QPQ處理后在很多領域可以代替不銹鋼。同時，QPQ工藝可以代替發黑、磷化和鍍鎳等傳統防腐蝕工藝。目前，QPQ技術所具有的高抗蝕性引起了有關行業，尤其是石油、化工等腐蝕問題較為嚴重的行業的極大關注。
[0003]清洗是QPQ的前處理工序，對工件的外觀和滲層質量至關重要。工件上的油和銹會影響氮原子的滲入，也污染鹽浴。對外觀要求高的，要吹凈工件上的水跡，清洗劑也很有講究。
[0004]CN91109760.0，名稱為“水溶性金屬清洗液”的發明專利申請，該清洗液以水為溶劑，加入乳化劑十二烷基磺酸鈉、O P — 1Q;防銹劑五氯酚鈉、苯甲酸鈉、亞硝酸鈉;清洗劑三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各種鋼材、鑄鐵制件的清洗。但缺點是泡沫多，導電率低，一般需要加熱使用，不適用于超聲波清洗。
【發明內容】
[0005]針對上述技術問題，本發明提供了一種QPQ處理工藝。采用常溫下仍具有較強清洗能力的水基清洗劑，不腐蝕金屬，低泡易漂洗，去污能力強，再經過氮碳共滲，提高處理層的厚度，進一步提尚工件的抗腐蝕性能。
[0006]為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案:
一種QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下:
I)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在60?120 kHz，功率密度設定在0.5-0.8W/C;
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES 1.5-2.0 g/1 表面活性劑NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性劑NP-1O 2.2-2.6 g/1 助洗劑0.2-0.3 g/1
復合緩蝕劑0.5-0.8 g/1
溶劑為水。
[0007]2)預熱
在350_380°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱； 3)滲氮
將預熱后的工件置于450°C的鹽浴中，處理90min;
4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。
[0008]本發明所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h，使鹽浴適度翻騰。
[0009]本發明所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質量百分數為30-40%。
[0010]優選地，所述的鹽要緩慢分批加入，一次性加入量過多會因反應劇烈而溢鹽。
[0011]本發明所述的氧化是指在350-400°C，于氧化鹽的作用下氧化10-20min，徹底分解工件從滲氮爐帶出來的氰根，消除公害；同時在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，對提高耐磨性也有一定好處。
[0012]本發明所述的助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的組入口 ο
[0013]所述的復合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復配。
[0014]優選地，所述聚醚和咪唑啉的復配質量比例為I: I。
[0015]緩蝕劑聚醚和咪唑啉經化學吸附過程被吸附在金屬表面，本身形成一層緊密的膜，或與金屬離子反應后形成一層緊密的膜，故緩蝕效果好。當其添加量為0.6 g/Ι時，最低腐蝕率可達0.3%。
[0016]本發明的有益效果在于:
1、本發明的新型水基清洗劑的清洗能力強，常溫條件下渣油脫脂率可達99.5%以上;屬于低泡型清洗劑，起泡高達< 5mm；防銹性能良好。
[0017]2、本發明的QPQ處理工藝，可有效提高處理層的厚度，進一步提高工件的抗腐蝕性會K。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】對本發明的實質性內容作進一步詳細的描述。
[0019]實施例1
一種QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在60kHz，功率密度設定在0.5W/C ；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES 1.5- g/1 表面活性劑NP-7 2.0 g/1 表面活性劑NP-1O 2.2 g/1 助洗劑0.2 g/1
復合緩蝕劑0.5 g/1
溶劑為水；
2)預熱在350-°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱；
3)滲氮
將預熱后的工件置于570°C的鹽浴中，處理90min;
4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。
[0020] 實施例2
一種QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在120 kHz，功率密度設定在0.8W/C;
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES 2.0 g/1 表面活性劑NP-7 2.5 g/1 表面活性劑NP-10 2.6 g/1 助洗劑0.3 g/1
復合緩蝕劑0.8 g/1
溶劑為水；
2)預熱
在380°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱；
3)滲氮
將預熱后的工件置于570°C的鹽浴中，處理90min;
4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。
[0021 ] 實施例3
一種QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在I OOkHz，功率密度設定在0.6W/C；
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES 1.8g/l 表面活性劑NP-7 2.02 g/1 表面活性劑NP-1O 2.3g/l 助洗劑0.25g/l
復合緩蝕劑0.6g/l
溶劑為水；
2)預熱
在360°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱；
3)滲氮
將預熱后的工件置于570°C的鹽浴中，處理90min; 4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。
[0022]實施例4
一種QPQ處理工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在90 kHz，功率密度設定在0.7W/C;
所述水基清洗劑的組成配比如下:
表面活性劑AES 1.6g/l 表面活性劑NP-7 2.3 g/1 表面活性劑NP-10 2.4g/l 助洗劑0.22 g/1
復合緩蝕劑0.7 g/1
溶劑為水；
2)預熱
在370°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱；
3)滲氮
將預熱后的工件置于570°C的鹽浴中，處理90min;
4)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。
[0023]實施例5
本實施例的實施方式與實施例1基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為450 L/ho
[0024]實施例6
本實施例的實施方式與實施例2基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為400 L/ho
[0025]所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質量百分數為30%。
[0026]實施例7
本實施例的實施方式與實施例3基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為410 L/ho
[0027]所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質量百分數為40%。
[0028]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0029]實施例8
本實施例的實施方式與實施例3基本相同，在此基礎上:
所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為420L/h。
[0030]所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質量百分數為32%。
[0031]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0032I所述的氧化是指在350°C，于氧化鹽的作用下氧化20min。
[0033]所述的助洗劑為三聚磷酸鈉。
[0034]實施例9
本實施例的實施方式與實施例4基本相同，在此基礎上: 所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為430L/h。
[0035]所述的滲氮鹽浴中含CN0—的質量百分數為35%。
[0036]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0037]所述的氧化是指在400°C，于氧化鹽的作用下氧化lOmin。
[0038]所述的助洗劑為三聚磷酸鈉和碳酸鈉。
[0039]實施例1O
本實施例的實施方式與實施例4基本相同，在此基礎上: 所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為440L/h。
[0040]所述的滲氮鹽浴中含CNO—的質量百分數為36%。
[0041]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0042]所述的氧化是指在360°C，于氧化鹽的作用下氧化12min。
[0043]所述的助洗劑為4A沸石。
[0044]所述的復合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復配。
[0045]實施例11
本實施例的實施方式與實施例4基本相同，在此基礎上: 所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為425L/h。
[0046]所述的滲氮鹽浴中含CNO—的質量百分數為38%。
[0047]所述的鹽要緩慢分批加入。
[0048]所述的氧化是指在370°C，于氧化鹽的作用下氧化15min。
[0049]所述的助洗劑為4A沸石和碳酸鈉。
[0050]所述的復合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復配。
[0051 ] 所述聚醚和咪唑啉的復配質量比例為I: I。
【主權項】
1.一種QPQ處理工藝，其特征在于:工藝步驟如下: 1)清洗 在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在60?120 kHz，功率密度設定在0.5-0.8W/C; 所述水基清洗劑的組成配比如下: 表面活性劑AES 1.5-2.0 g/1 表面活性劑NP-7 2.0-2.5 g/1 表面活性劑NP-1O 2.2-2.6 g/1 助洗劑0.2-0.3 g/1 復合緩蝕劑0.5-0.8 g/1 溶劑為水； 2)預熱 在350-380°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱； 3)滲氮 將預熱后的工件置于570°C的鹽浴中，處理90min; 4)氧化和拋光 將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。2.根據權利要求1所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽浴需要連續通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h。3.根據權利要求1所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的滲氮鹽浴中含CNO—的質量百分數為30-40%。4.根據權利要求3所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的鹽要緩慢分批加入。5.根據權利要求1所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的氧化是指在350-400°C，于氧化鹽的作用下氧化10-20min。6.根據權利要求1所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的助洗劑為三聚磷酸鈉、4A沸石和碳酸鈉中的一種或者兩種以上的組合。7.根據權利要求1所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述的復合緩蝕劑為聚醚和咪唑啉復配。8.根據權利要求7所述的一種QPQ處理工藝，其特征在于:所述聚醚和咪唑啉的復配質量比例為1:1。
【專利摘要】本發明提供了一種QPQ處理工藝。1）清洗，在水基清洗劑的作用下，超聲波清洗將工件表面的污垢剝離脫落，清洗振動頻率范圍在60～120？kHz，功率密度設定在0.5-0.8W/C；2）預熱，在350-380℃的溫度下，在空氣爐中對工件加熱；3）滲氮，將預熱后的工件置于570℃的鹽浴中，處理90min；4）氧化和拋光，將氧化后的工件用清水漂洗2次后采用機械拋光。采用常溫下仍具有較強清洗能力的水基清洗劑，不腐蝕金屬，低泡易漂洗，去污能力強，再經過氮碳共滲，提高處理層的厚度，進一步提高工件的抗腐蝕性能。
【IPC分類】C23C8/80, C23C8/58
【公開號】CN105506543
【申請號】CN201510978135
【發明人】唐剛全, 張豐瓊
【申請人】四川全豐新材料科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月23日