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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗振性能,减少切削震动。航空航天QPQ扩散层
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。石油QPQ氧化层QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度。
45钢为碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等,但须热处理。45钢本身的硬度大概在197HV左右,工研所常规QPQ处理后硬度值为650HV,深层QPQ处理后的硬度值可达1000HV,45钢本身易生锈,常规QPQ处理后的平均生锈时间是85.3h,深层QPQ处理后的生锈时间延长至151.3h。所以45钢经过工研所QPQ技术处理后,特别是深层QPQ处理后,试样可以获得较高的表面硬度和良好的表面渗氮组织,同时试样具有良好的耐磨性,在较低载荷的试验条件下,随着载荷的增加试样的摩擦系数可以保持一定的稳定性。
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表面处理是一种经济高效的刀具表面改性方法。
镀铬工艺是一种传统的表面改性技术,不仅能有效提高金属的硬度、防腐性能,还能对损伤的零件进行修补矫正。但是镀铬在操作过程中容易产生剧毒六价铬的酸雾和废水,不仅对环境有害,而且严重危害人体健康。尽管采用三价铬电镀液可以取代六价铬溶液,然而三价铬电镀工艺仍然存在镀层薄、质量差、镀液成分复杂、稳定性差等缺点。工研所的QPQ表面复合处理技术与镀铬相比,QPQ具有更出色的耐磨性和耐腐蚀性,而且没有氢脆的风险。与传统的氮化工艺相比,QPQ可提供更深的扩散层并提高耐腐蚀性。同样应用于表面强化的QPQ盐浴复合处理技术,在金属表面可形成具有耐磨防腐的渗层,该工艺绿色环保,盐溶液采用无毒的氰酸盐作为渗剂,有效地解决了污染问题,实现了工艺过程无毒废水零排放。如今工研所QPQ技术具有高硬度、高耐磨性、微变形、抗疲劳等优点,已具备了代替镀铬技术的成熟条件。QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度,减少切削时的摩擦阻力。深层QPQ处理
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。航空航天QPQ扩散层
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。航空航天QPQ扩散层