论文部分内容阅读
QPQ(Quench-Polish-Quench)盐浴复合处理是一种新型的金属零件表面改性技术。该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。
化学镀(Chemical Plating)是通过溶液中适当的还原剂作用,使溶液中金属离子在金属表面(镀件)的催化作用下进行还原的金属沉积过程,也叫无电解电镀、自催化镀。材料经两种工艺处理后都有耐磨性、耐蚀性好等特点。
本课题分别采用QPQ 复合处理技术与化学镀镍对活塞杆进行表面改性处理,选用低碳钢A3 钢作为实验材料,掌握各自反应机理及工艺流程,比较两种工艺对表面硬度、耐磨性、耐蚀性的影响。实验利用显微硬度计测定显微硬度、金相观察渗镀层厚度、SEM 观察表面形貌、利用X 射线衍射分析两种工艺处理后相的组成,讨论渗镀层物相对性能改变影响;并进行了摩擦磨损实验机耐磨实验,分析摩擦磨损指标,对比了两种工艺处理后对试样的耐磨性改善效果;同时进行中性盐雾抗蚀试验比较耐蚀性能。讨论各自工艺的优缺点并选取最适合活塞杆处理工艺。
实验结果表明:在渗/镀层厚度同为20 μm 左右时,获得QPQ 最高硬度为HV590,化学镀镍最高硬度为HV1032;通过SEM 观察和XRD 分析得到,QPQ处理后试样得到化合物层ε相,对性能提升起重要作用。镀镍样经热处理后由混晶态转化为稳定的镍固溶体,同时析出Ni3P 相,形成弥散强化。两者的耐磨性实验都获得了较好的效果,通过对磨损曲线分析,得到QPQ 渗层的摩擦系数在0.514 左右,化学镀镍层摩擦系数在0.55左右波动。镍镀层的硬度虽然高于QPQ渗层,由于QPQ 渗层具有较低的磨损率和相对低的摩擦系数,QPQ 耐磨性略优于化学镀镍工艺。同时,中性盐雾实验结果显示QPQ 处理比化学镀镍有更优良的耐腐蚀性。综合以上性能分析比较,以及从工艺环保性角度出发,QPQ 工艺既具有良好的工艺操作性,又具有很好的环保性,在本课题范围内,将是活塞杆表面强化处理的最佳选择。