高速钢QPQ处理的影响因素

1.氮化温度的影响

氮化温度对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢渗层深度的影响如图所示，在质量分数为33％氰酸根的盐浴中，氮化时间固定为20min，在氮化温度由520℃升到540℃时，随着氮化温度的升高，扩散层深度增加比较缓慢。当氮化温度升高到550℃以后，则扩散层增加较为迅速。

在同样条件下，随着氮化温度的升高，渗层中的氮浓度升高，因而表面硬度增加。550℃以前随着氮化温度的升高，硬度增加比较缓慢，550℃以后，硬度值增加较为迅速。如下图所示。

(资料图)

2.氮化时间的影响

氮化时间对高速钢扩散层深度的影响如下图所示。对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢在质量分数为33％氰酸根的条件下，把氮化温度固定在540℃，随着氮化时间由10min增长到60min，渗层深度几乎成直线增加。

氮化时间对高速钢渗层硬度影响如下图所示。在同样条件下，随着氮化时间增长，扩散层氮浓度升高，因而渗层硬度增加。氮化时间在30min之前，渗层硬度升高迅速，随后变缓。

3.氰酸根含量对高速钢渗层硬度的影响

对淬火回火的W6Mo5Cr4V2高速钢，把氮化温度固定在540℃，把氮化时间固定为20min，然后在不同氰酸根盐浴中进行试验，氮化盐浴的氰酸根的质量分数由18％逐渐升高到质量分数为38％。在不同氰酸根含量时，氮化后的硬度值如图所示。氰酸根含量升高到质量分数为30％以前，随着氰酸根的升高，高速钢渗层表面硬度增加缓慢，氰酸根升高到质量分数为30％以后，渗层硬度增加较为迅速。

4.基体的影响

不同牌号的高速钢由于含合金元素的种类和数量不同，使得同样处理条件下，渗层的深度和硬度有所不同。

下图为国外对几种牌号高速钢的试验结果，在10～35min氮化时间内几种高速钢在渗层深度上有较大差别。总的来说，含钴的高速钢比不含钴的普通高速钢渗层深度要浅一些。普通高速钢之间渗层深度没有明显的差别。

由于高速钢抗回火能力强，处理后心部仍然保持高硬度（大于800HV），所以基体处于淬火状态和退火状态，处理结果差异很大。

下图分别为退火状态基体和淬火状态基体于550℃盐浴中作不同时间氮化后的样品断面硬度曲线。由图可见，退火状态处理后表面最高硬度只达到1000HV多一点，而心部硬度只有200HV多。如果把氮化时间延长到5h，高硬度层可以达到0.06～0.07mm，但心部硬度仍然很低。

数据表明，淬火状态的样品处理后表面硬度可以达到1200HV多，甚至更高，基体的硬度仍然保持在800HV以上，并且可以采用延长氮化保温时间的办法来使硬度梯度变缓，在3h保温以后，硬度梯度变得相当平缓。这一特性在高耐磨零件上应该得到应用。

基体淬火硬度也影响到渗层硬度，如图所示。基体硬度越高，则处理后表面硬度也越高。