QPQ(Quench—Polish—Quench)原意為淬火—拋光—淬火，從專業(yè)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(nèi)把QPQ技術稱作QPQ鹽浴復合處理技術。

　　qpq技術是一種金屬表面改性技術，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(fā)了QPQ技術，打破了國外壟斷的現(xiàn)狀，并在國內(nèi)迅速投入規(guī)模生產(chǎn)。我公司已將該技術向北京、天津、四川、江蘇、云南以及廣西等地多家專門生產(chǎn)曲軸、氣門、凸輪軸、活塞環(huán)和氣彈簧活塞桿等專業(yè)汽車零件廠進行了技術轉讓，其中包括多種國外引進產(chǎn)品。汽車、摩托車作為QPQ技術第一大應用行業(yè)，汽車的曲軸、凸輪軸、氣彈簧和扭轉盤等年處理量由數(shù)百萬件到數(shù)千萬件，而氣門的處理量高達3.45億件。

　　1.曲軸

　　曲軸是汽車發(fā)動機的關鍵零件之一，它承受復雜的彎曲、扭轉載荷和一定的沖擊載荷，軸頸表面還要承受磨損。其破壞形式是在軸頸和曲柄過渡的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋與軸頸表面的嚴重磨損。

　　曲軸的常用材料為45鋼和球墨鑄鐵。以氣缸直徑200mm以下的往復式內(nèi)燃機曲軸為例，45鋼曲軸多采用調質處理，調質后的硬度要求為207～302HBW。球墨鑄鐵的曲軸多采用正火，正火后的硬度為240～300HBW。調質或正火后的曲軸再作QPQ處理，曲軸心部保持較高的強度和良好的抗沖擊能力，而表面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(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋的幾率。

　　根據(jù)我國汽車汽車行業(yè)標準QC/T481—1999，無論是鋼曲軸或球墨鑄鐵曲軸，經(jīng)表面強化以后的氮化層硬度應不小于500HV，氮化層總深度(包括化合物層和擴散層)應不小于0.1mm。我公司開發(fā)的QPQ技術完全能夠滿足客戶的技術要求。

　　2.凸輪軸

　　凸輪軸是汽車發(fā)動機中又一重要零部件，它和氣門挺桿組成一對摩擦副，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(jù)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桿的摩擦。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(chǎn)生熔接現(xiàn)象)，以及凸輪表面因擠壓應力的反復作用而造成的麻點或表面剝落。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(yōu)勢所在。首先由于化合物層具有極高的耐磨性，同時可以減少摩擦系數(shù)，因此它可以大大減少凸輪軸的磨損，避免粘著現(xiàn)象的產(chǎn)生。其次由于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面產(chǎn)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(jīng)QPQ處理以后，45鋼化合物層深度應>15μm，球墨鑄鐵化合物層深度應>5μm，表面硬度均應>500HV。

　　3.氣門

　　氣門是與氣缸相接觸的面，溫度高達600～700℃。因此氣門除了選用熱強度鋼材料外，還要特別注意氣門的接觸面是一個危險區(qū)域。該區(qū)域要求耐熱蝕、耐熱疲勞、耐磨損，因此必須進行表面強化。較早的表面強化技術是采用鍍硬鉻。

　　現(xiàn)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鋼氣門的桿部及頭部硬度為30～37HRC，尾部硬度大于48HRC。5Cr21Mn9Ni4N氣門應先作固熔處理，桿部及頭部硬度為34～40HRC，尾部硬度為50～60HRC。也可以用4Cr9Si2鋼作尾部與5Cr21Mn9Ni4N鋼焊接，尾部高頻淬火后硬度可達到55～63HRC。氣門經(jīng)預熱處理并達到上述技術要求后再進行QPQ處理，以便在其表面形成5μm以上的化合物層，增加其高溫狀態(tài)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銹耐熱鋼表面的鈍化膜，否則有時可能產(chǎn)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后，可以在光飾機上作振動拋光，然后再作一次氧化，即進行了QPQ的全過程。這樣不僅可以降低氣門表面粗糙度值，還可以增加耐蝕性。

　　現(xiàn)在國內(nèi)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(jīng)QPQ處理后，其耐磨性比鍍硬鉻高兩倍，并成功解決了六價鉻的公害問題。

　　4.氣彈簧活塞桿

　　氣彈簧活塞桿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，增加表面的耐蝕性和耐磨性。但鍍鉻的六價鉻離子嚴重污染環(huán)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處理的氣彈簧活塞桿有良好的耐蝕性，鹽霧試驗耐蝕性達96h。

　　氣彈簧活塞桿在國外早已采用QPQ處理，年處理量達數(shù)千萬件。在國內(nèi)近年來也大量采用QPQ技術處理氣彈簧活塞桿，在浙江、廣東、北京等地已有十多個廠家采用QPQ技術生產(chǎn)氣彈簧活塞桿，有的廠家生產(chǎn)的氣彈簧活塞桿還遠銷美國。

　　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，并大大降低生產(chǎn)成本。

　　5.活塞環(huán)

　　活塞環(huán)是各種汽車、摩托車發(fā)動機的關鍵零件，在高溫下與缸體發(fā)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(huán)的技術要求。國內(nèi)已經(jīng)有多家工廠成功地采用QPQ技術生產(chǎn)活塞環(huán)。

　　某活塞環(huán)廠在采用QPQ技術以后，又進行了進一步的試驗工作。對ASL817材料的活塞環(huán)在進行兩段QPQ處理，其工藝規(guī)范為：

　　540℃ × 3h + 580℃ × 3.5h

　　兩步處理工藝的試驗結果滿足了表面硬度大于700HV，滲層深度大于0.05mm的技術要求，并且生產(chǎn)質量穩(wěn)定。試驗結果還表明，采用QPQ技術的生產(chǎn)成本低于鍍鉻。鍍鉻的費用為0.2元/片，QPQ處理的費用僅為0.14元/片。

　　科技創(chuàng)新取得突破

　　1.第二代QPQ技術已經(jīng)研發(fā)成功

　　QPQ技術大量投入生產(chǎn)20多年來，雖然已經(jīng)被很多行業(yè)采用，取得了較好的效果，但由于QPQ技術滲層太淺，難以承受較重的負荷和較高的運轉速度，更不能承受較大的磨損，因此應用的范圍受到了很大限制。

　　我公司經(jīng)過十多年的潛心試驗研究，終于成功開發(fā)了第二代QPQ技術——深層QPQ技術，其化合物層深度由原有QPQ技術的15?20μm增加到30?40μm，甚至更深。

　　第二代QPQ技術已經(jīng)經(jīng)過耐磨性試驗、抗蝕性試驗、力學性能試驗和滲層組織形態(tài)試驗的全面考核。鋼經(jīng)深層QPQ與普通QPQ處理后性能比較見附表。

　　耐磨性：中碳鋼經(jīng)深層QPQ處理后滑動磨損試驗耐磨性為普通QPQ處理的四倍。

　　抗蝕性：中碳鋼經(jīng)深層QPQ處理后失重試驗抗蝕性為普通QPQ處理的12倍;鹽霧試驗抗蝕性為普通QPQ處理的一倍以上。如果深層QPQ技術與密封劑結合使用，鹽霧試驗抗蝕性可達300h以上，甚至更高，達到國際先進水平。