现代社会中，人类环保意识逐步提高，整个致力于构建资源节约，环境友好型社 会。QPQ 技术的环保、节能、高效与这些不谋而合，因此 QPQ 技术已经被世界各地 的材料研究者们所广泛关注。

1。1。2 QPQ 技术的基本原理

基本工艺过程：

QPQ 盐浴复合处理技术的主要工序有： 预热：350~400℃，20~40 min； 氮化：520~580℃，10~180min； 氧化：350~400℃，15~20 min。 工艺过程为：装卡→去油清洗→预热→氮化→氧化→去盐清洗→干燥→浸油。 各主要工序的基本作用[2]： 预热：预热的主要作用就是烤干工件表面的水分，使冷工件升温后再进入氮化炉，

以防带水工件直接进入氮化炉后引起盐浴溅射以及防止冷工件入炉后氮化炉后炉内 温度下降太多。同时预热对于减少工件变形以及获得色泽均一的外观也有一定作用。 预热工序通常是在空气炉中进行的。

氮化：氮化是 QPQ 盐浴复合处理技术之核心工序。由于氮化盐浴中氰酸根的分 解产生的活性氮原子，在金属的表面形成耐磨性及抗蚀性很高的化合物层以及耐疲劳 的扩散层。

氧化：氧化的主要作用是彻底分解工件从氮化炉带出来的盐中的氰根（CN¯）， 从而消除公害；同时在工件的表面形成黑色的氧化膜，增加抗蚀性，而且对提高耐磨 性也有一定的好处。

QPQ 盐浴复合处理过程中的用盐有三种[3]： 基盐：基盐在氮化炉内熔化后所形成高氰酸根（CNO¯）的氮化盐浴。基盐除第

一次开始生产时熔化装满氮化炉外，在正常生产中盐浴消耗或者浴面下降时，也应及 时加入基盐，用来升高浴面。

调整盐（再生盐）：在生产过程当中，当氮化盐浴的氰酸根下降时，应该定期向 氮化炉中加调整盐，从而使盐浴中的氰酸根含量上升至规定指标范围以内。

氧化盐（AB1 盐）：氧化盐在开始生产的初期加入到氧化炉中熔化后即可以作 为氧化工序用。当大量生产盐浴面降下较多时，也应继续加入氧化盐来升高盐浴面。 工艺过程中的基本化学反应[4]：

（1）预热工序：2Fe+O2→2FeO

6FeO+2[N]→2Fe3N+2O3

（2）氮化工序：4CNO¯→CO3   +2CN¯+CO+2[N]

3Fe+[N]→Fe3N

4Fe+[N]→Fe4N

2CO→CO2+C

3Fe+C→Fe3C

（3）氧化工序：CN¯+AB1→CO3    +…2¯

渗层的形成：CNO¯+AB1→CO 2¯+… 2Fe+O2→2FeO

4Fe+3O2→2Fe2O3 FeO+Fe2O3→Fe3O4

在 QPQ 盐浴复合处理过程当中预热和氧化两道工序仅能形成氧化膜，仅在氮化 工序中才能形成较深、较复杂的渗层[23]。

工件浸入至氮化盐浴中之后，由氰酸根分解产生的 N、C 原子可以在工件表面形 成高的 N 势和 C 势 。因为氮原子半径只有铁原子半径的一半，而且碳原子半径更小， 所以 N、C 原子可在 Fe 的点阵间隙之中进行扩散。

当温度为 520~580℃（QPQ 盐浴复合处理技术的氮化温度）时，试样表层 N、C 原子浓度较高从而向内部扩散，先形成在α-Fe 中的固溶体，随着表面原子浓度的提高， 逐渐形成了 Fe4N 化合物以及 Fe2-3N 化合物，氮化物中含有碳。最终从工件表面向中 心形成了 N、C 的浓度梯度，进而形成渗层组织[18]。

1。1。3 QPQ 技术的分类

研究发现，金属试样在 QPQ 盐浴复合处理时，氮化时的温度不同，在试样表层 形成的渗层的厚度也各不相同。因此 QPQ 技术可以区分为普通 QPQ 技术和高温 QPQ 技术。金属材料试样经普通 QPQ 技术处理后可以获得很高的耐磨性与优良的抗蚀性， 且材料变形小，便于继续加工使用。以常规碳钢为例子，常规碳钢经普通 QPQ 技术 处理后，耐磨性可以达到常规热处理的 10 倍以上, 抗蚀性可以达到镀硬铬的 20 倍以 上, 而且材料的畸变很小[19]。但在较低的温度渗氮时所形成的渗层往往较薄，在面对 高速重载或者服役环境极差的情况时，试样材料难以达到其服役条件，因此应用范围 有一定的局限性。而高温 QPQ 在保留了普通 QPQ 技术的诸多优点的情况下，试样材 料经高温 QPQ 技术处理后，渗层的厚度较普通 QPQ 技术得到了大幅提升，各项性能