淺談qpq處理

　　國(guó)外先進(jìn)熱處理技術(shù)主要標(biāo)志：針對(duì)上述國(guó)外先進(jìn)熱處理發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，具體的發(fā)展主要標(biāo)志可概括為8個(gè)“少無(wú)” ：少無(wú)污染，少無(wú)畸變，少無(wú)分散，少無(wú)浪費(fèi)，少無(wú)氧化，少無(wú)脫碳，少無(wú)廢品和少無(wú)人工。這兒以下述四個(gè)方面對(duì)目前國(guó)外先進(jìn)熱處理水平予以論說(shuō)。

　　清潔生產(chǎn)和零污染：熱處理生產(chǎn)有些會(huì)形起環(huán)境污染，主要是指生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水，廢渣，噪聲和電磁輻射等。先進(jìn)的熱處理技術(shù)應(yīng)采用清潔設(shè)備，對(duì)清潔材料進(jìn)行清潔工藝的生產(chǎn)。

　　真空設(shè)備，可控氣氛設(shè)備，離子滲設(shè)備，低NOx、SOx燃料燃燒設(shè)備，流態(tài)床設(shè)備等屬無(wú)污染清潔設(shè)備;N2和各種惰性氣體，聚合物淬火劑，無(wú)氟氯烴清洗溶劑，Al2O3和SiO2等流態(tài)床粒子(具備除塵條件)等材料屬清潔材料;真空處理，可控氣氛處理(盡可能減少CO2排放)，屏蔽良好的感應(yīng)熱處理工藝屬清潔工藝;這樣，真空熱處理，低壓滲碳，等離子熱處理，高壓氣淬，真空清洗，三束(離子束、激光束、電子束)熱處理，噴霧噴水淬火等顯然可屬少無(wú)污染的清潔熱處理技術(shù)。

　　對(duì)氣體滲碳和用滲碳?xì)夥占影钡臍怏w碳氮共滲和氮碳共滲后排出的廢氣應(yīng)經(jīng)點(diǎn)燃后才可無(wú)害排放;離子滲硼中不可使用劇毒的B2H6(乙硼烷);對(duì)鹽浴中不可使用受熱要分解產(chǎn)生氰根的黃血鹽和赤血鹽;對(duì)含碳酸鹽的鹽浴不可使用尿素或縮二脲，因?yàn)樗鼤?huì)反應(yīng)生成氰酸鹽，后分解為氰鹽。對(duì)含S和Li的氰酸鹽—碳酸鹽鹽浴可使氰化物保持在0.1～0.8%的低水平，處理零件的滲氮后性能良好，且處理周期縮短，這工藝在美、歐和日本應(yīng)用相當(dāng)多，法國(guó)HEF公司的SURSULF工藝及處理后進(jìn)入氧化鹽浴屬于這種技術(shù)，(我國(guó)的LT硫氮碳共滲法也是)。在氰酸鹽浴中添加有機(jī)聚合物melon也可將氰鹽含量降到2%～3%，其余大部分是無(wú)毒的氰酸鹽，法國(guó)HEF公司的德國(guó)Durferrit子公司(原屬Degussa公司)的Tufftride / Melonite / Tenifer / QPQ處理鹽浴屬于此類(lèi)技術(shù)，(我國(guó)成都工具研究所的QPQ鹽浴處理也是)。清洗水中的氰含量已經(jīng)稀釋可無(wú)害排放。盡管如此，法、德和日本對(duì)這些工藝的無(wú)公害處理十分嚴(yán)格，并研究廢鹽的再生。對(duì)高速鋼刃具淬火仍采用的BaCl2鹽浴和含BaCl2廢水須經(jīng)無(wú)害化處理達(dá)標(biāo)后才允許排放，德國(guó)已采用專(zhuān)門(mén)技術(shù)和裝置來(lái)解決。

　　對(duì)有些應(yīng)采用的非清潔工藝和非清潔材料，在整個(gè)處理過(guò)程中要進(jìn)行全封閉，并在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)無(wú)公害排放。處理的渣物要研究予以再生或作特殊處理。

　　精確生產(chǎn)和零畸變：熱處理過(guò)程中的加熱和冷卻會(huì)使金屬工件在處理后發(fā)生形狀和尺寸的改變，增加加工余量的用再加工方法予以消除，變形超差則會(huì)引起報(bào)廢，使已投入的材料和資源損失。工件變形也會(huì)影響互換性和減小運(yùn)行的精密性，造成效率減低，能耗增大和噪聲等弊病。為此，熱處理零畸變十分重要，這要依靠熱處理過(guò)程的精確生產(chǎn)來(lái)保證。精確生產(chǎn)要靠控制精度高和可靠運(yùn)行的熱處理設(shè)備(溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)的精確控制和重現(xiàn)控制)，材料的成分組織(含量偏差，雜質(zhì)含量和偏析，原始組織一致)及相應(yīng)的材料熱物理性能和工藝性能偏差小來(lái)予以保證，從而使同一爐批處理件的質(zhì)量(組織、硬度、變形、表面狀態(tài)、滲層深度、滲層濃度分布等)差異縮小(或在技術(shù)要求控制范圍內(nèi))和使不同爐批處理產(chǎn)品質(zhì)量重現(xiàn)性提高。

　　工件發(fā)生變形主要發(fā)生在冷卻階段，淬火過(guò)程中工件均勻冷卻，減小工件表面和心部的溫差對(duì)減小畸變至關(guān)重要，所以應(yīng)合理選擇冷卻介質(zhì)和冷卻方式。采用聚合物淬火介質(zhì)、采用循環(huán)和攪動(dòng)方式及速度控制冷卻，合理選用淬火油溫度，控制淬火油面壓力(以達(dá)減小工件淬火變形)，進(jìn)行鹽浴分級(jí)或等溫冷卻，施行氣體冷卻，噴水噴霧冷卻，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬的冷卻場(chǎng)技術(shù)，施壓淬火，利用回火余熱在自動(dòng)矯直機(jī)上矯直等技術(shù)的采用，為減小畸變創(chuàng)造條件。

　　國(guó)際上名牌汽車(chē)齒輪滲碳后淬火減小變形的主要措施是實(shí)現(xiàn)等溫和分級(jí)淬火，減小齒輪心表的溫差和發(fā)生相變的不同時(shí)性，來(lái)降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的差異。也有報(bào)導(dǎo)汽車(chē)齒輪在低壓滲碳后施行變向高壓(2MPa)氣淬，可使同步環(huán)齒輪畸變落在非常狹小的范圍內(nèi)。

　　應(yīng)指出，嚴(yán)格的管理，科學(xué)先進(jìn)的工藝方法，可靠的設(shè)備，精確的傳感器，能實(shí)現(xiàn)精密控制的成套工程系統(tǒng)(包括儀器儀表、伐、泵，執(zhí)行動(dòng)作元器件，計(jì)算機(jī)，程序設(shè)計(jì)和實(shí)施等)是確保精確生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)廢次品生產(chǎn)和質(zhì)量分散度為零的生產(chǎn)的保證。