QPQ 盐浴氮化完整标准操作流程(工业量产通用版)
整套分为:前处理 → 预热 → 氮化盐浴 → 氧化盐浴 → 清洗烘干 → 后处理,配套盐浴日常维护。
适用:碳钢、合金钢、铸铁、粉末冶金件。
一、生产前准备工作
- 设备检查
- 氮化炉、氧化炉温控校准,设定氮化 560~570℃,氧化 380~400℃;
- 检查坩埚、曝气干燥空气管路、捞渣工具、滴定化验试剂;
- 氮化盐浴充分搅拌,取样滴定氰酸根 CNO⁻控制 32%~38%。
- 工装准备料筐、挂具除锈烘干,禁止带铁锈油污进盐浴。
- 工件来料检验无毛刺、无锈蚀、无厚氧化皮,盲孔、深孔预留排气。
二、第一步:工件前处理(决定外观与盐浴寿命,重中之重)
1. 脱脂除油
- 碱洗脱脂:80~90℃碱性除油液浸泡 10~20min,油污重可配合超声波;
- 清水喷淋冲洗,表面水膜连续无断流为合格;
2. 除锈(生锈工件必须做)
- 稀盐酸 / 磷酸酸洗,去除氧化皮、铁锈;
- 多级清水漂洗,杜绝残酸带入氮化炉;
3. 中和(可选)
4. 烘干
120~180℃烘干 10~20min,工件完全无水,带水进炉会炸盐、消耗再生盐。
三、第二步:预热工序(50% 工厂容易省略,缺陷高发点)
- 温度:350~400℃预热炉;
- 时间:小件 10~15min,大件 / 厚壁 20~40min;
- 作用:
- 工件缓慢升温,防止低温工件入高温盐浴产生大量水汽氧化 CNO⁻;
- 减少盐浴温降,稳定氮化活性;
- 工件表面预氧化,促进氮化均匀。
- 预热后工件表面呈浅黄氧化膜,无水分立即进氮化炉。
四、第三步:盐浴氮化(核心工序,QPQ 渗层来源)
- 炉温稳定 560~570℃,熔盐持续低压干燥空气搅拌;
- 工件缓慢浸入氮化盐浴,完全浸没,深孔朝上保证排气;
- 保温时间(按渗层需求)
- 浅渗层、小件耐磨:60~90min
- 常规结构件(0.10~0.15mm):90~120min
- 重载模具、厚渗层:150~180min
- 过程管控
- 每班搅拌均匀后化验 CNO⁻,偏低补再生盐;液位下降只补基盐;
- 定时捞液面浮渣,防止渣吸附活性盐;
- 出炉控温:出炉轻控料筐沥盐 30~60s,减少盐带出损耗。
五、第四步:中间冷水清洗(去除工件表面氮化盐膜)
- 氮化件出炉快速浸入常温清水槽;
- 冲洗掉表面粘附的氮化熔盐,避免氮化盐带入氧化炉污染氧化盐;
- 盲孔、缝隙重点冲净,短暂浸泡 1~3min 即可,不要长时间冷水浸泡生锈。
六、第五步:氧化盐浴(QPQ 防锈、封孔、提亮关键)
- 氧化炉恒温 380~400℃;
- 清洗后的工件无需烘干,直接入氧化盐浴;
- 保温时间:15~30min;
- 原理:工件氮化层孔隙内生成致密 Fe₃O₄黑色氧化膜,封闭渗层孔洞,大幅提升耐腐蚀性、耐磨性,表面光亮均匀;
- 出炉沥盐,控掉多余氧化盐。
七、第六步:多级清洗 + 热水封闭
- 一级冷水粗洗:冲掉大部分氧化盐;
- 二级热水漂洗(80~90℃):快速带走残留盐份;
- 纯水终洗(高端防锈产品必用),杜绝水中杂质残留白斑;
- 热水自带烘干效果,洗完工件快速沥干。
八、第七步:烘干、浸油封存
- 烘干:110~150℃烘箱 10min,工件完全无水;
- 浸防锈油 / 封闭油:全浸泡 1~2min,沥干多余油;
- 作用:进一步封堵微孔,长期存放不生锈,降低摩擦系数;
- 风冷冷却后检验入库。
九、成品检验项目
- 外观:均匀墨黑色,无花斑、白斑、起皮、麻点;
- 硬度:碳钢 HV550 以上,合金钢 HV800~1000;
- 渗层:化合物层 0.01~0.03mm,扩散层 0.10~0.20mm;
- 盐雾:普通碳钢未浸油可达 48~96h,浸油后 200h 以上。
十、配套盐浴日常操作维护(和工艺绑定,缺一不可)
- 氮化炉每班:搅拌→取样滴定 CNO⁻→按需补再生盐;液位低补基盐;捞浮渣;
- 每周清理坩埚底部沉渣;
- 氧化盐定期除渣,污染严重整炉更换;
- 禁止油污、锈皮、残酸、水分带入氮化炉,避免基盐再生盐比例失调。
简易流程速记
脱脂除油→水洗→酸洗除锈→水洗→烘干→350℃预热→560℃氮化→冷水冲洗→390℃氧化→冷热多级水洗→烘干→浸防锈油