成都工具研究所有限公司的QPQ盐浴复合处理技术发展于上世纪80年代,不仅一举打破国际垄断,而且在环保方面达到了国际先进水平,成为国内拥有QPQ技术的公司。QPQ技术是一种可以同时大幅度提高金属耐磨性和耐蚀性的表面改性技术,在工艺上是热处理技术和防腐技术的复合,在渗层组织上是氮化物层和氧化物层的复合,在渗层性能上是耐磨性和防腐性的复合。该工艺主要应用在黑色金属的防腐抗蚀,硬度提升,耐磨性提升等性能需求,同时,QPQ不会明显改变零件尺寸,因此非常适合公差要求严格的零件。QPQ表面处理可以改善刀具的表面质量,提高加工精度。QPQ设备
发黑处理的原理是使金属表面产生一层黑色的氧化膜,以隔绝空气达到防锈的目的,但是根据零件的不同,有时不会变为黑色,如Q235钢在550℃高温下氧化形成的氧化膜呈蓝色,在130-150℃高温下形成的氧化膜呈黑色。该工艺形成的氧化膜层厚度约0.5-1.5μm,且无硬度提升。发黑处理后的金属零件表面的防锈油一旦挥发殆尽,则会变得易于生锈。而经工研所QPQ处理后的金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,这种氮化层具有极高的硬度和耐磨性,能够有效提高金属制品的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。刀具QPQ奥氏体QPQ表面处理可以提高刀具的热稳定性,减少热变形的可能性。
在汽车发动机中,活塞杆是连接活塞和曲轴的关键部位,它承受着活塞往复运动时的巨大力量,并将这些力量转化为旋转动力,驱动汽车前进,因此,它要求有较高的耐磨性和良好的耐蚀性。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐蚀性和耐磨性,但是镀铬的六价铬离子严重污染环境,因此采用环保的工研所QPQ工艺方法,其耐磨性比镀硬铬高2倍,耐蚀性比镀硬铬高20倍,同时通过盐雾试验发现工研所QPQ处理后的活塞杆具有良好的耐蚀性,因此可以用工研所QPQ技术代替镀硬铬。
达克罗表面处理技术是一种防腐蚀涂层技术,主要用于金属制品的表面保护。它采用化学镀的方法,将一层具有防腐蚀性能的无机镀层均匀地覆盖在金属表面。这种镀层主要由超细鳞片状锌、铝和铬等组成,由于片状锌、铝层状重叠,阻碍了水、氧等腐蚀介质与钢铁零件的接触,同时在达克罗的处理过程中,铬酸与锌、铝粉和基体金属发生化学反应,生成致密的钝化膜,这种钝化膜具有很好的耐腐蚀性能,该工艺对螺栓固件的应用较广。该技术主要用于防腐蚀保护,而膜层本省的硬度不高,不具备一定强度的耐磨性。而工研所QPQ技术在提高金属制品的表面硬度和耐磨性的同时,依靠表面的氧化膜和氮化物层可大幅度提高工件的防腐能力,它更多地用于提高金属制品的硬度和耐磨性以及防腐性。QPQ表面处理可以使刀具具有更高的切削精度。
工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广,该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形,对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件,该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上,这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低,从而影响其零件的整体性能,如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低,无法通过相变进行强化,常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于温度过高,导致CrN的大量析出,严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时,可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相,在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象,因此不敢长时间进行氮化处理,但当处理温度降低以后,随着氮原子的活性降低,化合物形成需要的时间更长,可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数。摩托车QPQ替代离子渗氮
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削效果和寿命。QPQ设备
工研所的《QPQ盐浴复合处理技术及其成套设备》荣获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖,同时是国家重点推广新项目,编著《QPQ技术的原理与应用》行业专著一部,参与编写制定QPQ行业标准。团队通过承接国家、省部级科研项目如《石油管用深层QPQ防腐技术的开发研究》、《深层QPQ盐浴奥氏体氮碳共渗与氧化工艺的研究与开发》、《超深层QPQ技术的研发》等,先后开发出第二代QPQ处理技术、超深层QPQ处理技术,低温QPQ处理技术并实现推广应用。QPQ设备