工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)的關(guān)鍵是環(huán)保的鹽浴配方,曾由德國公司壟斷,當(dāng)時還屬于機(jī)械部成都工具研究所的研究員們經(jīng)過十多年的不懈努力,自主開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù),并已在中國大面積推廣,取得了很好的社會效益,使中國在金屬鹽浴表面強(qiáng)化改性技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國際先進(jìn)水平。他們從事的研究工作當(dāng)年為“九五”國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,在替代國外引進(jìn)技術(shù),提高產(chǎn)品的耐磨性和耐蝕性,解決產(chǎn)品變形難題,以及消除環(huán)境污染等方面,具有廣泛的應(yīng)用前景,已經(jīng)成為中國發(fā)展汽車摩托車等產(chǎn)業(yè)不可缺少的新技術(shù)。經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削穩(wěn)定性和切削精度。汽車QPQ鹽浴氮化
氣體滲氮是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進(jìn)行低溫氮、碳共滲從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體氮化的常用溫度為560-570℃,在該溫度下氮化層硬度值高,氮化時間通常為2-3h,隨著時間延長,氮化層深度增加緩慢。相較于QPQ處理工藝,雖然氣體滲氮在耐磨性方面表現(xiàn)良好,但是它的生產(chǎn)周期太長,且必須采用特殊的滲氮鋼,表面生成的Fe2N相脆性較大。工研所QPQ技術(shù)成產(chǎn)周期短,適用鋼種廣,且表面生成韌性較高的Fe2~3N相,同時由于工件幾乎不變形,處理后不必進(jìn)行磨加工。特別是原來以抗蝕為目的的氣體滲氮,采用工研所QPQ技術(shù)以后,耐蝕性會有很大提高。QPQ替代高頻淬火QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
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(jìn)行精細(xì)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(shù)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(xì)化處理方式。拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或者電化學(xué)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(jī)械性能和防腐性能,經(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進(jìn)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(qiáng)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(yīng)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(jìn)行噴砂處理以消除表面殘余應(yīng)力;研磨是通過研具與工件在一定壓力下的相對運(yùn)動對工件表面進(jìn)行精整加工,主要應(yīng)用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達(dá)IT5~01,表面粗糙度可達(dá)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。
在汽車發(fā)動機(jī)中,活塞桿是連接活塞和曲軸的關(guān)鍵部位,它承受著活塞往復(fù)運(yùn)動時的巨大力量,并將這些力量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動力,驅(qū)動汽車前進(jìn),因此,它要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐蝕性和耐磨性,但是鍍鉻的六價(jià)鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境,因此采用環(huán)保的工研所QPQ工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,同時通過鹽霧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工研所QPQ處理后的活塞桿具有良好的耐蝕性,因此可以用工研所QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻。QPQ表面處理可以提高刀具的切削速度,提高生產(chǎn)效率。
汽車曲軸、凸輪軸、氣門、摩托車齒輪、連桿、球頭銷等,它承受復(fù)雜的彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷和一定的沖擊載荷,軸頸表面要承受磨損,凸輪部分承受變化的擠壓應(yīng)力以及在挺桿的摩擦等,因此要求材料表面具有良好的耐磨性與耐蝕性能。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐磨性與耐蝕性,但鍍鉻的六價(jià)鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境,因此必須采用環(huán)保的工藝方法代替。工研所QPQ技術(shù)是一種環(huán)保的工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,因此用工研所QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻,耐磨性和耐蝕性都會大幅度提高。QPQ表面處理可以提高刀具的切削精度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。汽車QPQ鹽浴氮化
在工研所QPQ技術(shù)的日常生產(chǎn)中,QPQ鹽的質(zhì)量對工件表面的化合物層特性,包括深度、硬度以及疏松級別,具有至關(guān)重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關(guān)鍵指標(biāo),其精確控制是QPQ技術(shù)質(zhì)量控制流程中的重要環(huán)節(jié)。為了準(zhǔn)確檢測并調(diào)整基鹽中的氰酸根含量,經(jīng)典的甲醛定氮法被廣泛應(yīng)用。這一方法需要精心配制甲基紅和亞甲基藍(lán)的混合指示劑,以確保在加入酸堿時能夠精確控制反應(yīng)進(jìn)程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態(tài)氮會被轉(zhuǎn)化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉(zhuǎn)化后的氫離子進(jìn)行滴定。通過記錄滴定過程中消耗的氫氧化鈉量,可以精確地推算出基鹽中氰酸根的濃度。這一檢測與調(diào)整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質(zhì)量,也為工件表面形成高質(zhì)量化合物層提供了有力保障,從而進(jìn)一步提升了工件的整體性能和使用壽命。汽車QPQ鹽浴氮化