1 前言：
齿轮常用于工程机械设备中，起传递扭矩、调节速度、改变运动方向的作用，在机械设备中广泛应用。
在高速重载的齿轮传功中，一对相互啮合的齿轮，通过齿面的接触、滑动传递动力，在高温状态下，润滑油的油膜被破坏粘度降低，同时齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力并有强烈的摩擦和磨损，当齿轮继续运转时，较软齿轮表面金属会熔焊在与之相啮合的另一齿轮面上，当齿轮继续旋转时，由于两齿面的相对滑动，就在较软的工作表面齿面上形成与滑动方向一般的撕裂沟痕。常引起齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、齿面胶合、轮齿断裂等 。
为保证齿轮正常工作，齿轮应具有以下性能：
1：较高的疲劳强度
2：齿面高硬度、高耐磨性。
3：齿轮心部有足够的强度和韧性。
2 解决措施：
针对齿轮在运行过程中出现的磨损、失效、断齿、精度下降等一系列问题，频繁更换齿轮会导致工作效率下降、生产成本增高，因此改善齿轮本身的性能才是根本解决途径，为解决这一问题需要对齿轮进行表面热处理，普遍采用渗碳、QPQ等表面处理技术。
采用渗碳的工艺具有以下缺点：
1：渗碳和淬火将会导致较大的变形和不稳定的收缩。
2：在最终磨齿时，因变形及收缩等原因，从齿侧面将会不均匀地去处余量，使渗碳层变薄降低渗碳层的表面硬度。
3：零件非渗碳层面的保护通常是采用电镀涂层来进行的，这种电镀涂层因为可能存在气孔和涂层脱落、而破坏了非渗碳层。
4：经过渗碳、淬火后的齿轮材料的芯部硬度可达HRC39-45使加工的难度大幅提高。
采用QPQ处理技术可以克服以上缺点。
英国自20世纪60年代便开始研究并在海军舰艇上应用，随后扩大到工业齿轮。美国的齿轮制造商协会在上个世纪前就制定了《齿轮材料氮化处理及过程推荐标准》（AGMA24701），日本、瑞士、瑞典和前苏联都采用氮化工艺处理齿轮。
QPQ是一种表面化学热处理，广泛适用于铸铁、碳钢、磨具钢、合金钢、不锈钢、钛合金等。QPQ加工后不需要进行其他热处理便可大幅提高表面硬度，由于QPQ后齿面可以提高表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性，有效降低表面胶合的可能性，工艺温度低，变形小的特点。
3 QPQ简介：
QPQ国内又称为氮碳氧复合处理技术定义为工件经过盐浴氮碳共滲和氧化处理以后，再进过抛光和盐浴氧化的复合处理工艺过程。该工艺是近年来新兴的一种表面热处理技术，是指将黑色金属零件先后放入两种性质不同的熔融盐浴中，此时会有多种元素（主要为氮碳氧）从盐浴中渗入零件表面形成复合渗层，从而达到使零件表面改性的目的。其中“复合”的含义在工艺上是指它是在渗氮盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件，实现了渗氮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；性能上是耐磨性和抗蚀性的复合；技术上是热处理技术和防腐技术的复合。这种技术实际上是低温盐浴渗氮加盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗加盐浴氧化。盐浴渗氮由盐浴氰化和盐浴软氮化（液体氮碳共渗）发展而来。
4 QPQ技术应用于齿轮优点
1、表面硬度：
零件在QPQ处理后能大幅提高表面硬度，高硬度是由于合金氮化物弥散强化的作用。如38CrMoAlA渗氮层硬度可达1200HV，远高于渗碳层表面的硬度，降低齿面磨损。
2、疲劳强度：
经QPQ处理后能提高零件的疲劳强度，这是由于渗氮层内析出比容较大的氮化物相，产生较大的残余压应力。表面残余压应力的存在部分抵消在疲劳载荷下产生的抗压力，延缓疲劳破坏过程，显著提高疲劳强度。
3、红硬性：
在QPQ处理后工件金属表面得到稳定的Fe2~3N化合物，氮化物在氮化层中均呈高度弥散状态析出，在高温下几乎不溶入铁，也不易聚合。即使在500℃-600℃高温下，硬度也无明显下降，热稳定性好，在齿轮传动中，摩擦系数低，因此具有很好的耐磨性、抗擦伤性、抗胶合的性能。若超过600℃--625℃，渗氮层中弥散分布的氮化物将发生聚集吗，基体组织将发生转变，导致硬度下降。
4、耐腐蚀性：
经QPQ技术处理的工件表面为Fe3O4氧化膜,Fe2~3N化合物和Fe3O4氧化膜的结合使得齿轮即使在大气、盐雾、弱酸、浓碱的复杂条件下具有优良的耐腐蚀性能。其抗腐蚀性能高于镀铬、镀镍等表面防护技术的水平，可以代替发黑、发蓝、磷化和镀镍等传统防腐蚀工艺。
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