TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属,是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应,扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层,目前性能高、应用范围广的就是碳化钒(VC)覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500,所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度(500-600℃)远低于TD工艺(800-1050℃),且工研所QPQ处理时间短,所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以提高刀具的加工精度。深层QPQ抗拉强度
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。氮化QPQ替代发黑QPQ表面处理可以改善刀具的切削表面粗糙度。
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国外被认为是冶金学领域内具有巨大意义的新技术,曾经该技术的配方由德国迪高沙公司垄断。20世纪80年代,成都工具研究所经过长期的试验研究自主开发了QPQ技术的盐浴配方,不仅打破了该公司的垄断,而且在环保方面达到国际先进水平,大量替代了国外引进技术,创造了良好的经济效益和社会效益,曾先后荣获国家科技进步二等奖,四川省科技进步一等奖,是“九五”期间国家重点推广的科技项目。
H13作为应用较为广且具有代表性的热作模具钢,在高温下因拥有较高的热硬性、冲击韧性、耐磨性以及切削加工性,所以通常应用于热挤压和压铸模具的制造。由于H13模具钢在服役过程中表面会受到一定程度的磨损与腐蚀,所以利用表面技术来提高H13模具钢的性能,延长使用寿命具有重要的意义。经过工研所QPQ处理后,表面硬度增加,由基体的490HV增加到1100HV,且磨损失重量不到基体的十分之一,造成该现象的原因是经过QPQ工艺处理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系数Fe3O4形成于H13模具钢表面,使其表现出良好的抗磨损性能。QPQ表面处理可以提高刀具的耐热性能,使其适用于高温切削加工。
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。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以有效地提高刀具的切削精度。不锈钢QPQ无污染
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。深层QPQ抗拉强度
在QPQ的生产过程中,会有一定的废水、废气、废渣产生,我们需要采取相应的措施,使其符合排放标准。工研所QPQ生产过程中产生的废水主要是来自工件从氧化炉出来后清洗工件时所产生的,虽然从氮化炉中带出的少量氰根在氧化炉中完全被分解,但是氧化盐呈碱性不能直接排放,需要使用硫酸氢钠或硫酸等酸性物质将其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生产过程中的废气主要来源于调整盐的添加和工件氧化时发生化学反应产生的氨气和粉尘,QPQ在熔炼基盐和添加调整盐时会产生氨气,刺激嗅觉,废气排放必须采用排气筒(烟囱)排放,废气治理的主要工艺流程主要是:布袋除尘→喷淋式吸收塔吸收氨气→15mL排气筒排放;工研所QPQ生产过程中的废渣主要来源于氮化盐和氧化盐,为了保证盐浴的清洁度,通常将沉渣器放入氮化炉中,待取出冷却后沉积在沉渣器底部的黑色颗粒是无毒的铁渣,只有少量白色物为残留的氮化盐,残留的氮化盐中含有低浓度的氰根,不能随意丢弃,可放入氧化盐浴中进行中和处理,氧化盐的渣主要来源于工件带入的氮化盐和氧化盐反应的产物以及工件表面疏松层脱落的铁离子形成的铁渣,可以视同热处理盐浴炉炉渣一样处理。深层QPQ抗拉强度