QPQ氮化盐处理后的工件表面硬度如何？
时间：2025-08-18 08:30:33 点击次数：
QPQ 氮化盐处理后的工件表面硬度显著提升，这是其核心性能优势之一，主要源于处理过程中形成的氮化层（尤其是化合物层）的强化作用。具体特点和影响因素如下：
QPQ 处理后，工件表面形成的氮化层是硬度提升的关键，其由两层结构组成：
外层化合物层（白亮层）
- 低碳钢 / 铸铁：500-800HV；
- 中高碳钢 / 合金钢（如 45 钢、40Cr）：800-1100HV；
- 含 Cr、Mo 等合金元素的钢材（如不锈钢、模具钢）：1000-1200HV。
- 主要由铁的氮化物（如 Fe₄N、Fe₂N、Fe₃N 等）组成，厚度通常为 5-20μm（根据材料和工艺参数调整）。
- 氮化物属于高硬度脆性相，硬度可达500-1200HV（维氏硬度），具体数值因材料而异：
内层扩散层
- 氮原子扩散进入基体形成的固溶体层，厚度通常为 10-100μm。
- 扩散层硬度低于化合物层，但高于基体本身（如 45 钢基体硬度约 200-300HV，扩散层可达 300-600HV），且具有良好的韧性，能为外层化合物层提供支撑，避免脆裂。
QPQ 处理后的表面硬度特点使其在耐磨性应用中表现优异：
- 高硬度带来高耐磨性：化合物层的高硬度可显著抵抗摩擦磨损，例如在滑动摩擦场景中（如轴承、齿轮），其耐磨性是未处理工件的 5-10 倍，远超普通淬火（硬度约 500-800HV）。
- 硬度梯度合理：从表面到基体，硬度从 1000HV 左右逐渐过渡到基体硬度，避免了因硬度突变导致的表层剥落（如镀铬层硬度虽高，但与基体结合处易因硬度差过大而脱落）。
- 材料成分：合金钢（含 Cr、Mo、Al 等）因易与氮形成稳定氮化物，表面硬度高于普通碳钢；高碳钢因基体含碳量高，氮化物形成更充分，硬度也更高。
- 氮化工艺参数：
- 氮化温度（通常 500-580℃）：温度过高会导致氮化物晶粒粗大，硬度下降；温度过低则氮原子扩散不足，化合物层薄、硬度低。
- 氮化时间：适当延长时间可增加化合物层厚度和硬度，但超过临界值后，层内易出现孔隙，硬度反而降低。
- 盐浴成分：氮化盐浴中氰酸盐（如 NaCNO）浓度不足会导致氮原子供给不足，影响化合物层形成，硬度偏低；杂质（如碳酸盐、硫酸盐）过多则会干扰反应，降低硬度均匀性。
QPQ 氮化盐处理能使工件表面形成高硬度的氮化层（500-1200HV），且通过合理的硬度梯度设计，兼顾耐磨性与抗剥落能力，适用于需要高硬度、高耐磨性的场景（如机械零件、模具、工具等）。实际应用中需根据材料特性和使用需求，优化工艺参数以确保硬度达标且性能稳定。
