高温下QPQ表面改性层的干滑动摩擦磨损性能研究(5)
1。3。2 基盐的调整与开发
QPQ处理有三种用盐：基盐、调整盐和氧化盐[12]。对使用的基盐和氧化盐要求如下:
(1)氰化物等剧毒物质不应出现在使用名录中，同时满足基盐熔化后CNO—含量应尽量低。
(2)较高的CNO—含量是基盐熔化后所需满足最低要求，至少应在质量分数35%以上，应高于气体软氮化含氮量。当盐浴中CNO—低于30%会导致渗入速度变慢。但如果氰酸根含量高于40%，大量氰酸根存在强烈腐蚀工件表面，会导致处理后工件耐腐蚀性大大降低其面生成大量微孔结构，同时生成疏松层孔径较大，故在使用过程中氰酸根分解应比较缓慢，即盐浴具有一定的稳定性。
(3)熔盐的熔点太高时，盐浴的流动性差。熔盐的熔点太低，盐浴容易挥发，而且易产生过热现象。
(4)熔盐价格便宜，原料易得，最好选用常见的化工原料。
(5)盐浴在使用过程中会因为消耗而逐渐减少，此时氰酸根含量降低会导致盐浴的活性降低。为了保证盐浴的活性和氰酸根的含量，可以加入一种可使碳酸盐转化为氰酸根的物质(再生盐)，要保证加入再生盐后盐浴体积几乎不发生变化。
1。4 QPQ渗层形貌及特征
1。4。1 渗层的形成
在盐浴渗氮过程中会在工件表面形成复杂的渗层，在这个过程中，含氧氰酸根会分解出活性N、C原子，由于N、C原子半径非常小，可以在α-Fe晶格间隙中扩散。
表1。2 C和N原子在α-Fe中的扩散系数[13]来.自^优+尔-论,文:网www.chuibin.com +QQ752018766-
温度（℃） D（氮）cm/s D（碳）cm/s
20 8。8×10-17 2。0×10-17
100 8。3×10-14 3。3×10-14
300 5。3×10-10 4。3×10-10
500 3。6×10-8 4。1×10-8
700 4。4×10-7 6。1×10-7
900 2。3×10-6 3。6×10-6
900（α） 3。2×10-6 5。2×10-6
950（γ） 6。5×10-18 1。3×10-7
由上表1。2可知，在500℃以下时，氮原子的扩散系数大于碳原子的扩散系数。而超过500℃时，碳原子的扩散系数又反大于氮原子的扩散系数。
根据图1。2铁氮相图可知，在QPQ 处理的渗氮温度(500~600 ℃)下，工件表面附近的高浓度N、C原子向内部扩散，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ε(Fe2-3N)化合物。最后工件表面向中心形成N、C的浓度梯度。当N，C原子浓度下降到一定值后，便不足以形成ε相，只能形成固溶体，因此渗层组织为化合物层ε相,而化合物层以下则只是N在α-Fe中的固溶体，即为扩散层。所以最表面是ε相(Fe2-3N)，向内是ε相+γˊ（Fe4N），再向内有一层γˊ相，γˊ相以下为N在α-Fe中的固溶体。其中，γ′相在化合物层中的比例，直接决定了QPQ强化层的的韧性。在工艺安排时，在保证渗层深度的前提下，要尽量降低化合物层的中Fe2-3N相的含量，增加γ′相的含量[14]。