工研所的QPQ處理技術,是一種創(chuàng)新的金屬鹽浴表面強化改性技術。它通過將金屬置于兩種具有不同性質的低溫熔融鹽浴中進行復合處理,促使多種有益元素同時滲入金屬表面,形成獨特的復合滲層。這一滲層由致密的氧化膜、牢固的化合物層以及深入的擴散層共同構成,實現(xiàn)了對金屬表面的整體強化改性。尤為值得一提的是,QPQ技術的全工藝過程綠色環(huán)保,無任何有害物質排放,完全符合現(xiàn)代工業(yè)的綠色生產(chǎn)要求。與傳統(tǒng)的單一熱處理技術和表面防護技術相比,QPQ技術能夠同時、大幅度地提升金屬表面的耐磨性和耐蝕性,從而明顯延長金屬制品的使用壽命,提高其綜合性能。這一獨特的技術優(yōu)勢,使得QPQ技術在金屬表面處理領域展現(xiàn)出了廣闊的應用前景。QPQ表面處理可以提高刀具的耐熱性能,使其適用于高溫切削加工。儀器儀表QPQ疲勞強度
發(fā)黑處理的原理是使金屬表面產(chǎn)生一層黑色的氧化膜,以隔絕空氣達到防銹的目的,但是根據(jù)零件的不同,有時不會變?yōu)楹谏鏠235鋼在550℃高溫下氧化形成的氧化膜呈藍色,在130-150℃高溫下形成的氧化膜呈黑色。該工藝形成的氧化膜層厚度約0.5-1.5μm,且無硬度提升。發(fā)黑處理后的金屬零件表面的防銹油一旦揮發(fā)殆盡,則會變得易于生銹。而經(jīng)工研所QPQ處理后的金屬表面形成一層硬度較高的氮化物層,通常碳鋼材料可形成10-20μm的白亮層,這種氮化層具有極高的硬度和耐磨性,能夠有效提高金屬制品的表面硬度、耐磨性和耐蝕性。航空航天QPQ替代磷化QPQ表面處理可以使刀具具有更高的切削效率。
工研所低溫QPQ處理技術在航空航天、新能源等高精尖領域應用廣,該技術在可以提升硬度的同時幾乎不破壞其耐腐蝕性以及極小的變形,對于密封圈、墊圈等變形尺寸要求高的零件,該工藝是較好的選擇。常規(guī)QPQ氮化工藝處理溫度通常在500℃以上,這樣會造成一些回火或調質溫度低的碳鋼或合金鋼的心部硬度降低,從而影響其零件的整體性能,如抗拉強度等。奧氏體不銹鋼由于含碳量很低,無法通過相變進行強化,常規(guī)的QPQ技術雖然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于溫度過高,導致CrN的大量析出,嚴重損害了不銹鋼的耐蝕性能。當采用較低的溫度來處理時,可以在奧氏體不銹鋼表面生成“S”相,在不降低耐蝕性能的同時大幅度提高其耐磨性能。有些高速鋼、模具鋼等零件采用現(xiàn)有QPQ處理后會出現(xiàn)化合物層崩缺的現(xiàn)象,因此不敢長時間進行氮化處理,但當處理溫度降低以后,隨著氮原子的活性降低,化合物形成需要的時間更長,可以進行更長的氮化處理以提高擴散層的深度。
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫,釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產(chǎn)品進行精細化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨??筛鶕?jù)產(chǎn)品的技術要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時間要求)選擇合適的精細化處理方式。拋光是指利用機械、化學或者電化學的方式使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮平整的表面,QPQ常見的拋光方式有振動拋光、桿式拋光、布倫拋光以及羊毛刷手動拋光等;噴丸主要通過去除工件表面的疏松層與氧化膜來提供工件的機械性能和防腐性能,經(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,發(fā)現(xiàn)工件表面氧化膜去除,化合物層完好,耐蝕性提高;噴砂的破壞力強于噴丸,在使用過程中通常使用80目以上的玻璃砂,噴砂工藝不僅應用于后處理上,對于某些不銹鋼產(chǎn)品,為確保產(chǎn)品外觀,在QPQ處理前也需要進行噴砂處理以消除表面殘余應力;研磨是通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對工件表面進行精整加工,主要應用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達IT5~01,表面粗糙度可達Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分為濕研、干研和半干研,目前使用較多的一般是銅棒研磨。QPQ表面處理可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。
工研所的QPQ表面復合處理技術是一種針對金屬表面的處理工藝,處理后的產(chǎn)品具有高硬度、高抗蝕、高耐磨、微變形、無污染等優(yōu)良特性,可替代發(fā)黑、磷化、鍍鉻、氣體滲氮、離子滲氮、滲碳等常規(guī)工藝。這是一種環(huán)保的工藝,因為它不使用有毒化學品,也不產(chǎn)生有害廢物。該工藝還可以優(yōu)化能效,減少對環(huán)境的總體影響。QPQ技術相比傳統(tǒng)的熱處理方法更加節(jié)能高效,并且QPQ技術在處理過程中實現(xiàn)了節(jié)能減排,對廢氣、廢水、廢渣進行中和處理再排放,使處理過程更加環(huán)保。經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的耐磨性和耐蝕性。石油QPQ廢渣
QPQ表面處理可以減少刀具的切削力。儀器儀表QPQ疲勞強度
工研所的《QPQ鹽浴復合處理技術及其成套設備》榮獲國家科技進步二等獎、四川省科技進步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術的原理與應用》行業(yè)專著一部,參與編寫制定QPQ行業(yè)標準。團隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術的開發(fā)研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發(fā)》、《超深層QPQ技術的研發(fā)》等,先后開發(fā)出第二代QPQ處理技術、超深層QPQ處理技術,低溫QPQ處理技術并實現(xiàn)推廣應用。儀器儀表QPQ疲勞強度