工研所QPQ表面復合處理技術中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ技術應該說是上述鹽浴復合處理技術的完善和發(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術結(jié)合起來統(tǒng)稱為QPQ技術。這項技術主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術,以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術難題。也用來代替發(fā)黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術,以便大幅度提高耐蝕性或降低生產(chǎn)成本。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術,使刀具具有更長的使用壽命。活塞環(huán)QPQ擴散層
磷化處理時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,這對環(huán)境造成一定的污染。工研所QPQ技術是一種熱處理表面改性技術,在工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合,在滲層組織上是氮化物層和氧化物層的復合,在滲層性能上是耐磨性和防腐性的復合。經(jīng)過硫酸銅溶液腐蝕、露天放置以及鹽霧試驗進行耐蝕性能的比較,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過工研所QPQ處理的工件耐蝕性更優(yōu),同時工研所QPQ技術在生產(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準。高精度QPQ處理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。
成都工研所的QPQ技術是金屬表面處理領域內(nèi)的高新技術。從專業(yè)技術上來講,這種技術實際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化,是一種鹽浴復合處理技術。該技術是在氮化鹽浴和氧化鹽浴兩種鹽浴中處理工件,實現(xiàn)了滲氮工序和氧化工序的復合,滲層組織上是氮化物和氧化物的復合,性能上是耐磨性和抗蝕性的復合,工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合。QPQ技術處理后的工件,其耐磨性和抗蝕性比常規(guī)處理和表面防腐技術有明顯提高,同時工件幾乎不變形,還具有節(jié)能等優(yōu)點。成都工研所的QPQ技術打破了德國對該技術的國際壟斷,并先后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。該技術已廣泛應用于汽車、模具等多個領域,取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
QPQ表面復合處理技術是一種針對金屬表面的處理工藝,能夠有效提高材料表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能,并且因工藝、設備簡單易行而被廣泛應用。利用QPQ鹽中的有效組分在合金鋼表面發(fā)生分解、吸附、擴散,從而改變合金鋼表面化學成分及相組成以提高合金鋼表面性能。然而,高溫長時間的工藝條件易造成工件變形,組織粗化以及對不銹鋼耐蝕性的降低。因此,工研所研發(fā)出了可在低溫進行表面處理的新一代QPQ表面處理技術,化合物滲層由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質(zhì)量。
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(diào)質(zhì)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。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。高溫QPQ替代鍍鎳
成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術,使刀具具有更好的切削質(zhì)量。活塞環(huán)QPQ擴散層
工研所的QPQ技術是通過在高溫(400~650℃)下對工件進行氮化和氧化處理,使金屬表面形成一層高硬度的氮化物層,通常碳鋼材料可形成10-20μm的白亮層,不銹鋼、模具鋼可形成100μm左右的擴散層。該技術在相變溫度以下處理具有微變形的特性,獨有的氧化工序可以分解氮化鹽,使其達到國家排放標準,具有環(huán)保環(huán)保的特性。工研所的QPQ表面復合處理技術應用行業(yè)非常廣,例如在汽車、摩托車、機車、紡織機械、工程機械、石油機械、化工機械、機床、儀器儀表、照相機、齒輪、模具、工具各行各業(yè)均有應用?;钊h(huán)QPQ擴散層