江苏石油装备-QPQ处理生产线

一、QPQ处理介绍

QPQ是一种新的金属表面强化改性技术。

“QPQ”是英文“Quench-P01ish-Quench”的缩写。原意为淬火-抛光-淬火，从专业技术上来讲，这种说法不够确切，但在国际上已经习惯地沿用至今，因此被广泛采用。

在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术，在工艺上是指它是在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件，实现了渗碳工序和氧化工序的复合；渗层组织上是氮化物和氧化物的复合；性能上是耐磨性和耐蚀性的复合；技术上是热处理技术和防腐技术的复合。

二、石油机械零件现状

石油机械属于野外作业，耐蚀性和耐磨性都有较高要求。我国石油工业因设备腐蚀造成的损失十分严重。石油行业的阀杆、阀座和阀心要求有较高的耐磨性和耐蚀性。采用碳钢渗碳淬火，然后镀硬铬，耐蚀性很低；采用不锈钢制造，耐蚀性好，但耐磨性不够。螺杆泵衬套，主要用于石油化工行业的输送泵，用铸铁制造，耐蚀性和防腐蚀达不到要求。石油仪表零件放大机构总成齿轮轴、轴套用T10钢进行镀硬铬，以增加表面的耐蚀性。这些零件在海洋平台上使用时容易发生镀铬层脱落的问题，同时由于镀硬铬耐蚀性不够，很容易生锈，甚至严重到仪表不能转动的程度。

三、QPQ处理特点

QPQ处理由于是在金属的表面渗入了N、C、O等元素，并在金属表面形成和化合物层和

扩散层，因而使金属表面的耐磨性、耐蚀性和耐疲劳性都大为提高，这是单一的热处理或单

一的耐蚀性技术所不能与之相比的。因为一般热处理和表面硬化技术只能提高耐磨性，不能

提高耐蚀性，而绝大多数耐蚀技术都不具备高的耐磨性，而QPQ处理则是两者兼而有之。

1．耐磨性

QPQ处理后在金属表面形成的化合物层为Fer.N（FeN)，是一种氮的质量分数为6%以上

的化合物，它与普通的热处理形成的碳的过饱和的固溶体（淬火马氏体）有本质的区别，因

此两者不能以硬度的高低来比较耐磨性。

2.耐蚀性

QPQ处理的化合物层经过氧化后，有大量的0渗入到化合物层中间，使化合物层钝化、耐蚀性得到了极大的提高，它的耐蚀性比普通渗氮或软氮化的化合物层的耐蚀性要高很多倍。因此QPQ处理的耐蚀性是普通渗氮或软氮化不能与之相比的。

3.耐疲劳性

QPQ处理后形成的扩散层，还会提高金属表面的耐疲劳性能。

4．强度

QPQ处理只是改变金属表面的性能，对工件的整体强度影响不是很大，因此除尺寸较小的工件以外，尺寸较大的工件不能依靠QPQ处理来提高其整体强度。

5.工件尺寸形状和表面粗糙度

QPQ处理后的工件尺寸和形状变化不大，因此它是一种产生变形极小的硬化技术，而且这种极小的变化量还可以通过预留机械加工余量来控制盒消除。因此，QPQ技术常常用来解决一些硬化技术无法解决的硬化变形问题。QPQ处理后工件的表面粗糙度值变化不大，必要时还可以采用抛光的方法来改善工件表粗糙度值。

四、QPQ处理与其它处理比较

1.耐磨性比较

QPQ处理可以减小摩擦因数，图一所示为同样表明粗糙度的样品作不同处理后摩擦因数的比较。经盐浴氮化及类似盐浴工艺处理后，摩擦因数均比镀铬和表面硬化小。QPQ在润滑条件下可以减小摩擦因数，特别是在有润滑的情况下，采用QPQ处理的样品的摩擦因数已经变得很小。由于摩擦因数的减小，摩擦热的产生也会大大减少，因此也就减少了产生胶合磨损的可能性。

表6盐雾试验耐蚀性比较

盐雾试验的结果见表6,45钢发黑件0.5h就开始生锈，镀硬铬件2h开始生锈，镀装饰

铬件4h开始生锈，1Cr13不锈钢件3.5h开始生锈，1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢件28h开始生

锈，而QPQ处理的45钢样品直到140h才开始轻微生锈。由上述试验可知，经QPQ处理的45钢抗盐雾腐蚀能力为1Cr18Ni9Ti不锈钢的5倍、镀装饰铬的35倍、1Cr13不锈钢的40倍、镀硬铬的70倍、发黑的280倍。综合上述各项试验结果，在上述试验条件下，QPQ处理的45钢的耐蚀性比发黑高几十倍到几百倍，比镀铬、镀硬铬高十几倍到几十倍，比1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢高4-5倍。

五、QPQ处理在石油机械零件的应用

石油行业的阀杆、阀座和阀心采用碳钢制造，进行QPQ技术表面强化，产品的耐磨性和

耐蚀性都达到了国外同类产品的水平，已经大量出口国外。螺杆泵衬套改用QPQ技术进行表面强化后零件的表面硬度在500HV以上，耐磨性比处理前提高了4倍，耐蚀性提高了100倍以上。

石油仪表零件放大机构总成齿轮轴、轴套采用了QPQ技术处理后，彻底解决了镀铬层脱落问题，耐蚀性也大幅提高，很好地解决了表面生锈问题，已经大量生产数年。在石油行业还有很多重要设备需要解决耐蚀性问题，例如接箍、钻杆的腐蚀问题都急需解决，采用QPQ技术解决石油机械零件的耐磨性、耐蚀性是一种切实可行的方法。