江蘇石油裝備-QPQ處理生產線

一、QPQ處理介紹

QPQ是一種新的金屬表面強化改性技術。

“QPQ”是英文“Quench-P01ish-Quench”的縮寫。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，但在國際上已經習慣地沿用至今，因此被廣泛采用。

在國內把它稱作QPQ鹽浴復合處理技術，在工藝上是指它是在氮化鹽浴和氧化鹽浴兩種鹽浴中處理工件，實現了滲碳工序和氧化工序的復合；滲層組織上是氮化物和氧化物的復合；性能上是耐磨性和耐蝕性的復合；技術上是熱處理技術和防腐技術的復合。

二、石油機械零件現狀

石油機械屬于野外作業，耐蝕性和耐磨性都有較高要求。我國石油工業因設備腐蝕造成的損失十分嚴重。石油行業的閥桿、閥座和閥心要求有較高的耐磨性和耐蝕性。采用碳鋼滲碳淬火，然后鍍硬鉻，耐蝕性很低；采用不銹鋼制造，耐蝕性好，但耐磨性不夠。螺桿泵襯套，主要用于石油化工行業的輸送泵，用鑄鐵制造，耐蝕性和防腐蝕達不到要求。石油儀表零件放大機構總成齒輪軸、軸套用T10鋼進行鍍硬鉻，以增加表面的耐蝕性。這些零件在海洋平臺上使用時容易發生鍍鉻層脫落的問題，同時由于鍍硬鉻耐蝕性不夠，很容易生銹，甚至嚴重到儀表不能轉動的程度。

三、QPQ處理特點

QPQ處理由于是在金屬的表面滲入了N、C、O等元素，并在金屬表面形成和化合物層和

擴散層，因而使金屬表面的耐磨性、耐蝕性和耐疲勞性都大為提高，這是單一的熱處理或單

一的耐蝕性技術所不能與之相比的。因為一般熱處理和表面硬化技術只能提高耐磨性，不能

提高耐蝕性，而絕大多數耐蝕技術都不具備高的耐磨性，而QPQ處理則是兩者兼而有之。

1．耐磨性

QPQ處理后在金屬表面形成的化合物層為Fer.N（FeN)，是一種氮的質量分數為6%以上

的化合物，它與普通的熱處理形成的碳的過飽和的固溶體（淬火馬氏體）有本質的區別，因

此兩者不能以硬度的高低來比較耐磨性。

2.耐蝕性

QPQ處理的化合物層經過氧化后，有大量的0滲入到化合物層中間，使化合物層鈍化、耐蝕性得到了極大的提高，它的耐蝕性比普通滲氮或軟氮化的化合物層的耐蝕性要高很多倍。因此QPQ處理的耐蝕性是普通滲氮或軟氮化不能與之相比的。

3.耐疲勞性

QPQ處理后形成的擴散層，還會提高金屬表面的耐疲勞性能。

4．強度

QPQ處理只是改變金屬表面的性能，對工件的整體強度影響不是很大，因此除尺寸較小的工件以外，尺寸較大的工件不能依靠QPQ處理來提高其整體強度。

5.工件尺寸形狀和表面粗糙度

QPQ處理后的工件尺寸和形狀變化不大，因此它是一種產生變形極小的硬化技術，而且這種極小的變化量還可以通過預留機械加工余量來控制盒消除。因此，QPQ技術常常用來解決一些硬化技術無法解決的硬化變形問題。QPQ處理后工件的表面粗糙度值變化不大，必要時還可以采用拋光的方法來改善工件表粗糙度值。

四、QPQ處理與其它處理比較

1.耐磨性比較

QPQ處理可以減小摩擦因數，圖一所示為同樣表明粗糙度的樣品作不同處理后摩擦因數的比較。經鹽浴氮化及類似鹽浴工藝處理后，摩擦因數均比鍍鉻和表面硬化小。QPQ在潤滑條件下可以減小摩擦因數，特別是在有潤滑的情況下，采用QPQ處理的樣品的摩擦因數已經變得很小。由于摩擦因數的減小，摩擦熱的產生也會大大減少，因此也就減少了產生膠合磨損的可能性。

表6鹽霧試驗耐蝕性比較

鹽霧試驗的結果見表6,45鋼發黑件0.5h就開始生銹，鍍硬鉻件2h開始生銹，鍍裝飾

鉻件4h開始生銹，1Cr13不銹鋼件3.5h開始生銹，1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼件28h開始生

銹，而QPQ處理的45鋼樣品直到140h才開始輕微生銹。由上述試驗可知，經QPQ處理的45鋼抗鹽霧腐蝕能力為1Cr18Ni9Ti不銹鋼的5倍、鍍裝飾鉻的35倍、1Cr13不銹鋼的40倍、鍍硬鉻的70倍、發黑的280倍。綜合上述各項試驗結果，在上述試驗條件下，QPQ處理的45鋼的耐蝕性比發黑高幾十倍到幾百倍，比鍍鉻、鍍硬鉻高十幾倍到幾十倍，比1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼高4-5倍。

五、QPQ處理在石油機械零件的應用

石油行業的閥桿、閥座和閥心采用碳鋼制造，進行QPQ技術表面強化，產品的耐磨性和

耐蝕性都達到了國外同類產品的水平，已經大量出口國外。螺桿泵襯套改用QPQ技術進行表面強化后零件的表面硬度在500HV以上，耐磨性比處理前提高了4倍，耐蝕性提高了100倍以上。

石油儀表零件放大機構總成齒輪軸、軸套采用了QPQ技術處理后，徹底解決了鍍鉻層脫落問題，耐蝕性也大幅提高，很好地解決了表面生銹問題，已經大量生產數年。在石油行業還有很多重要設備需要解決耐蝕性問題，例如接箍、鉆桿的腐蝕問題都急需解決，采用QPQ技術解決石油機械零件的耐磨性、耐蝕性是一種切實可行的方法。