工研所QPQ表面复合处理技术中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的缩写。它是在作了盐浴复合处理以后,为了改善工件表面的粗糙度,可以对工件表面进行一次抛光,然后再在盐浴中作一次氧化。这对精密零件和表面粗糙度要求较好的工件来说是非常必要的。因此QPQ技术应该说是上述盐浴复合处理技术的完善和发展。现在把两种技术结合起来统称为QPQ技术。这项技术主要用于要求高耐磨、高耐蚀、耐疲劳、微变形的各种钢、铸铁及铁基粉末冶金件。它常常用来代替渗碳淬火、高频感应淬火、离子渗氮、软氮化等热处理和表面强化技术,以提高耐磨、耐疲劳性能,特别是用来解决硬化变形技术难题。也用来代替发黑、镀铬、镀硬铬、镀镍等表面防护技术,以便大幅度提高耐蚀性或降低生产成本。QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数,提高切削效率。氮化QPQ替代气体渗氮
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。航空航天QPQ盐浴复合处理经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。
工研所QPQ表面复合处理技术在汽车、摩托车、纺织机械、轻化工机械、工程机械、农业机械、仪器仪表、机床、齿轮、工具、具等行业有广泛的应用前景。随着现代机器制造业的发展,对金属材料的性能提出了更高的要求,另一方面由于在环保方面的严格限制,很多老的污染环境的表面强化和防腐技术纷纷被淘汰。在这种形势下,环保的低温盐浴复合处理技术——QPQ更符合当下的需求。当年,这种技术不仅原料无毒,并且做到了全工艺过程环保,因此获得德国环保奖。同时这种新的表面强化改性技术比普通常规强化方法可以成数量级地提高金属表面的耐磨性和耐蚀性。
硬度检测是QPQ渗层的重要指标之一,对于一定的基体材料,渗层的硬度由化合物层深度和致密度来确定,只要化合物层达到一定的深度,并有良好的致密度,则渗层硬度就会存在合理的范围内,化合物层是由于氮和碳元素的不断渗入钢的表面形成Fe3N或Fe2~3N,铁的晶格也由立方晶格转变成密排六方晶格,因而引起金属表面硬度的提高,经工研所QPQ处理后,45#的表面硬度可达HV600,不锈钢材质的表面硬度可达HV1000以上,合金钢材质可达HV800以上。QPQ表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能,延长刀具的使用寿命。
电镀技术就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程,通过金属膜来防止金属氧化,提高耐蚀性与耐磨性。随着环保政策的管控,电镀工艺存在的重金属污染在较多地区受到一定的限制。工研所QPQ热处理表面改性技术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。通过在高温(400-650℃)下对工件进行氮化和氧化处理,使金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,这种氮化物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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗腐蚀性能,延长其使用寿命。第二代QPQ替代软氮化
QPQ表面处理可以提高刀具的抗磨性和耐蚀性。氮化QPQ替代气体渗氮
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母缩写,释义为“淬火-抛光-淬火”。抛光是产品进行精细化处理的一种手段,还有喷丸(抛丸)、喷砂、研磨。可根据产品的技术要求(如外光要求、粗糙度要求、盐雾时间要求)选择合适的精细化处理方式。抛光是指利用机械、化学或者电化学的方式使工件表面粗糙度降低,以获得光亮平整的表面,QPQ常见的抛光方式有振动抛光、杆式抛光、布伦抛光以及羊毛刷手动抛光等;喷丸主要通过去除工件表面的疏松层与氧化膜来提供工件的机械性能和防腐性能,经过工研所QPQ处理的42CrMo工件进行抛丸处理,发现工件表面氧化膜去除,化合物层完好,耐蚀性提高;喷砂的破坏力强于喷丸,在使用过程中通常使用80目以上的玻璃砂,喷砂工艺不仅应用于后处理上,对于某些不锈钢产品,为确保产品外观,在QPQ处理前也需要进行喷砂处理以消除表面残余应力;研磨是通过研具与工件在一定压力下的相对运动对工件表面进行精整加工,主要应用于表面粗糙度较高、精密零件采用的工艺,加工精度可达IT5~01,表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研,目前使用较多的一般是铜棒研磨。氮化QPQ替代气体渗氮