盐浴氮化处理是一种在熔融盐浴中将氮(有时也包括碳、硫等元素)渗入金属表面的化学热处理工艺,广泛用于提升工件的耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性,同时保持变形小的特点。其典型工艺流程如下:
一、通用盐浴氮化工艺流程
1、前处理
除油:采用有机溶剂(如三氯乙烯)、碱性清洗剂或超声波清洗去除油脂、切削液等污染物。
除锈/去氧化皮:通过酸洗(盐酸/硫酸)、喷砂或机械打磨清除氧化层,暴露新鲜金属表面。
清洗与干燥:用清水或热水彻底冲洗残留物,并烘干,防止水分带入高温盐浴引发飞溅或成分变化。
2、盐浴准备
盐浴通常由氰酸盐(如NaCNO)、碳酸盐(如Na₂CO₃)、硝酸盐(如KNO₃)等按比例混合组成。
加热至500–570℃(中温区),部分低温工艺可低至400–490℃。
控制温度波动在±5℃以内,并定期分析盐浴成分以维持活性。
3、装炉与入浴
工件装入专用耐热钢或陶瓷夹具,避免相互接触或遮挡。
预热(通常250–350℃)以减少热冲击,再缓慢浸入熔盐中,确保完全浸没。
4、氮化保温
在设定温度下保温2–6小时,具体时间依所需渗层深度(通常10–30μm)和材料而定。
保温期间需搅拌盐浴,保证温度与成分均匀。
5、出炉与冷却
取出工件,沥盐后空冷或油冷(视材料而定),避免快速冷却导致开裂。
6、后处理
清洗:热水或超声波清洗去除表面盐渣,尤其注意盲孔、螺纹等部位。
中和(可选):弱酸溶液处理以中和残留碱性盐。
干燥:压缩空气吹干或烘箱烘干,防止生锈。
抛光/氧化(如QPQ工艺):进一步提升耐蚀性和外观。
二、QPQ盐浴复合处理(高级形式)
QPQ是盐浴氮化的升级版,兼具氮化+氧化复合优势,流程更复杂:
1、清洗 → 装卡 → 预热
2、盐浴氮化(570±10℃,60–120分钟)
3、盐浴氧化(350–380℃,10–30分钟)——分解氰根并形成致密氧化膜
4、清洗 → 干燥
5、抛光(可选,用于高光洁度要求)
6、二次氧化(再次氧化以恢复黑色光泽和耐蚀性)
7、浸油(防锈)
QPQ处理后表面呈光亮黑色,中性盐雾试验可达100–700小时,显著优于传统电镀或气体氮化26。