海洋油氣田的開發(fā)開采環(huán)境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強(qiáng)度和高耐磨、優(yōu)良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復(fù)合處理等技術(shù)都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應(yīng)特性,氣相沉積技術(shù)在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優(yōu)勢(shì),電鍍鎢合金技術(shù)在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)勢(shì),而工研所QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優(yōu)勢(shì),同時(shí),還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。QPQ表面處理可以提高刀具的熱穩(wěn)定性,減少熱變形的可能性。氮化QPQ低溫液態(tài)氧氮化
軟氮化和硬氮化是兩種不同的表面處理技術(shù),硬氮化工藝又稱為滲氮,應(yīng)用于載荷大、接觸疲勞相對(duì)要求高的工件,強(qiáng)調(diào)滲層深度的工件,方法上分為氣體滲氮和離子滲氮,滲氮處理的溫度通常在480~540℃范圍(既要保持工件的心部的調(diào)質(zhì)硬度又要使?jié)B氮層的硬度達(dá)到要求值),處理的時(shí)間隨著深度的不同而不同,一般為15~70h,甚至更長;軟氮化工藝又稱氮碳共滲或鐵素體氮碳共滲,工研所QPQ是作為典型的軟氮化,在500~580℃下對(duì)鋼件表面同時(shí)滲入氮、碳原子的化學(xué)表面熱處理工藝,滲氮為主,滲入少量的碳,碳的加入使表面化合物層(白亮層)的形成和性能得到改善,氮碳共滲適合范圍很廣,幾乎適用于所有常用的鋼種和鑄鐵。高耐蝕QPQ替代滲碳經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。
達(dá)克羅表面處理技術(shù)是一種防腐蝕涂層技術(shù),主要用于金屬制品的表面保護(hù)。它采用化學(xué)鍍的方法,將一層具有防腐蝕性能的無機(jī)鍍層均勻地覆蓋在金屬表面。這種鍍層主要由超細(xì)鱗片狀鋅、鋁和鉻等組成,由于片狀鋅、鋁層狀重疊,阻礙了水、氧等腐蝕介質(zhì)與鋼鐵零件的接觸,同時(shí)在達(dá)克羅的處理過程中,鉻酸與鋅、鋁粉和基體金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成致密的鈍化膜,這種鈍化膜具有很好的耐腐蝕性能,該工藝對(duì)螺栓固件的應(yīng)用較廣。該技術(shù)主要用于防腐蝕保護(hù),而膜層本省的硬度不高,不具備一定強(qiáng)度的耐磨性。而工研所QPQ技術(shù)在提高金屬制品的表面硬度和耐磨性的同時(shí),依靠表面的氧化膜和氮化物層可大幅度提高工件的防腐能力,它更多地用于提高金屬制品的硬度和耐磨性以及防腐性。
磷化處理時(shí)通過在金屬表面形成一層磷化物膜來防止金屬與外界環(huán)境中的氧氣、水和其它化學(xué)物質(zhì)接觸,從而提高金屬的耐腐蝕性能。然而磷化處理過程可能會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì),例如廢水和廢氣中的重金屬離子和硝酸鹽,這對(duì)環(huán)境造成一定的污染。工研所QPQ技術(shù)是一種熱處理表面改性技術(shù),在工藝上是熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合,在滲層組織上是氮化物層和氧化物層的復(fù)合,在滲層性能上是耐磨性和防腐性的復(fù)合。經(jīng)過硫酸銅溶液腐蝕、露天放置以及鹽霧試驗(yàn)進(jìn)行耐蝕性能的比較,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過工研所QPQ處理的工件耐蝕性更優(yōu),同時(shí)工研所QPQ技術(shù)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣經(jīng)處理后均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。QPQ表面處理可以改善刀具的表面硬度分布。
齒輪在各類機(jī)械設(shè)備中的使用過程中,常常面臨著重載荷、高磨損以及高疲勞的嚴(yán)苛服役特性。這些特性要求齒輪材料必須具備良好的高韌性、高耐磨性和高疲勞強(qiáng)度,以確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過工研所QPQ表面符合處理技術(shù)的處理后,齒輪樣件的表面會(huì)形成一層由氮化物、碳化物及氧化物組成的混合強(qiáng)化層。這一強(qiáng)化層不僅明顯提升了零構(gòu)件的表面硬度、耐磨性和耐蝕性,而且能夠保留芯部原有的良好韌性。更為可貴的是,經(jīng)過QPQ處理的工件幾乎不會(huì)發(fā)生變形,從而確保了齒輪在復(fù)雜工況下的高精度和可靠性。QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù),提高切削效率。不銹鋼QPQ白亮層
QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。氮化QPQ低溫液態(tài)氧氮化
在QPQ的生產(chǎn)過程中,會(huì)有一定的廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生,我們需要采取相應(yīng)的措施,使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)。工研所QPQ生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要是來自工件從氧化爐出來后清洗工件時(shí)所產(chǎn)生的,雖然從氮化爐中帶出的少量氰根在氧化爐中完全被分解,但是氧化鹽呈堿性不能直接排放,需要使用硫酸氫鈉或硫酸等酸性物質(zhì)將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢氣主要來源于調(diào)整鹽的添加和工件氧化時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調(diào)整鹽時(shí)會(huì)產(chǎn)生氨氣,刺激嗅覺,廢氣排放必須采用排氣筒(煙囪)排放,廢氣治理的主要工藝流程主要是:布袋除塵→噴淋式吸收塔吸收氨氣→15mL排氣筒排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢渣主要來源于氮化鹽和氧化鹽,為了保證鹽浴的清潔度,通常將沉渣器放入氮化爐中,待取出冷卻后沉積在沉渣器底部的黑色顆粒是無毒的鐵渣,只有少量白色物為殘留的氮化鹽,殘留的氮化鹽中含有低濃度的氰根,不能隨意丟棄,可放入氧化鹽浴中進(jìn)行中和處理,氧化鹽的渣主要來源于工件帶入的氮化鹽和氧化鹽反應(yīng)的產(chǎn)物以及工件表面疏松層脫落的鐵離子形成的鐵渣,可以視同熱處理鹽浴爐爐渣一樣處理。氮化QPQ低溫液態(tài)氧氮化