QPQ氮化盐是QPQ表面处理技术中核心的化学介质，主要用于金属工件的表面渗氮强化。以下从技术背景、成分、作用原理、性能要求及应用等方面展开说明：
一、QPQ技术背景
QPQ（Quench-Polish-Quench）是一种复合表面处理技术，全称为“淬火-抛光-淬火”。其基本流程为：将金属工件加热至奥氏体化温度后，浸入含活性元素的盐浴中进行渗氮（或其他元素），随后抛光去除表面氧化层，最后再次淬火强化。该技术通过渗氮+扩散+相变的协同作用，使工件表面获得高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性及抗疲劳性能，广泛应用于齿轮、轴类、模具、刀具等领域。
二、QPQ氮化盐的定义与核心成分
QPQ氮化盐是用于渗氮阶段的功能性盐浴，其核心作用是提供活性氮原子，并可能辅助添加其他元素（如碳、硫等）以优化渗层性能。典型成分包括：
- 1.
基础渗氮剂：
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氰化物（如KCN、NaCN）：传统QPQ盐浴的核心成分，在高温下分解产生活性氮原子（N）和碳原子（C），是渗氮的主要来源。
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碳酸盐（如K₂CO₃、Na₂CO₃）：调节盐浴熔点与流动性，维持稳定的反应环境。
- 2.
辅助添加剂：
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氯化铵（NH₄Cl）：促进氮原子的活化和扩散，加速渗氮过程。
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硫化物（如Na₂S）：在渗层表面形成硫化物层（如FeS），降低摩擦系数，改善耐磨性。
- •
其他合金元素（如Cr、Al的化合物）：根据需求添加，用于细化渗层组织或提高耐蚀性。
三、QPQ氮化盐的作用原理
在QPQ处理的第二步（首次淬火后的盐浴渗氮阶段），氮化盐浴在500-600℃高温下发生复杂的化学反应，主要过程如下：
- 1.
活性原子释放：
氰化物（如KCN）分解产生KCN → K⁺ + CN⁻，CN⁻进一步分解为活性氮原子（N）和碳原子（C）：
CN−→C+N(高温下)
- 2.
渗氮与扩散：
活性N、C原子向钢件表面扩散，与基体中的Fe结合形成氮化物（如Fe₃N、Fe₄N）和碳氮化合物（如Fe₃(C,N)），逐渐向内部扩散，形成白亮层（化合物层）和扩散层（过共析层+共析层）。
- 3.
相变强化：
首次盐浴渗氮后，工件需经抛光去除表面氧化层，再重新淬火（第二次淬火）。此时，表层因快速冷却发生马氏体转变，进一步提高硬度；而心部则保持良好韧性。
四、QPQ氮化盐的性能要求
为保证渗氮效果和工件质量，氮化盐需满足以下关键指标：
- 1.
活性稳定：盐浴需在高温下长期保持成分均匀，避免因氰化物分解过快导致活性不足或盐浴老化（如结渣、粘度升高）。
- 2.
成分可控：各组分比例需精确（如KCN与NaCN的比例、碳酸盐含量等），以确保氮、碳原子的扩散速率匹配，避免渗层过脆或过薄。
- 3.
低毒性控制：传统氰化物盐浴剧毒（LC₅₀极低），需严格控制生产环境（如密闭设备、废气处理），部分场景已逐步推广无氰盐浴（如以尿素、氰尿酸为基础的盐浴），但渗氮效率略低。
- 4.
抗氧化性：盐浴需添加抗氧化剂（如少量硝盐），防止高温下与空气中的O₂反应失效。
五、应用领域
QPQ氮化盐配合QPQ技术，主要用于对耐磨性、耐蚀性要求高的精密零件，例如：
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汽车零部件：变速箱齿轮、凸轮轴、气门挺杆；
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机械工具：刀具、模具、轴承；
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石油化工：阀门密封面、泵轴；
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轨道交通：高铁齿轮箱零件。
六、安全与环保
传统氰化物盐浴的毒性是其主要短板，使用时需严格遵循以下防护措施：
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密闭盐浴系统，配备废气（如HCN）吸收装置；
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操作人员穿戴防护装备（防化服、护目镜、呼吸器）；
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废盐需经专业处理（如碱性中和、沉淀分离），避免污染环境。
目前，行业正积极研发无氰/低氰QPQ盐浴（如基于尿素-碳酸盐体系的盐浴），在保持渗氮性能的同时降低毒性，是未来的发展趋势。
综上，QPQ氮化盐是QPQ技术的“核心燃料”，其成分设计与性能直接决定了渗层的质量和工件寿命，在高端装备制造中具有重要价值。
