成都工研所的QPQ技術(shù)是金屬表面處理領(lǐng)域內(nèi)的高新技術(shù)。從專業(yè)技術(shù)上來講,這種技術(shù)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(fù)合處理技術(shù)。該技術(shù)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(fù)合,滲層組織上是氮化物和氧化物的復(fù)合,性能上是耐磨性和抗蝕性的復(fù)合,工藝上是熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合。QPQ技術(shù)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(shù)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(shù)打破了德國對該技術(shù)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(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、模具等多個領(lǐng)域,取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。QPQ表面處理技術(shù)可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。氮化QPQ拋光
氣體滲氮是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體氮化的常用溫度為560-570℃,在該溫度下氮化層硬度值高,氮化時間通常為2-3h,隨著時間延長,氮化層深度增加緩慢。相較于QPQ處理工藝,雖然氣體滲氮在耐磨性方面表現(xiàn)良好,但是它的生產(chǎn)周期太長,且必須采用特殊的滲氮鋼,表面生成的Fe2N相脆性較大。工研所QPQ技術(shù)成產(chǎn)周期短,適用鋼種廣,且表面生成韌性較高的Fe2~3N相,同時由于工件幾乎不變形,處理后不必進行磨加工。特別是原來以抗蝕為目的的氣體滲氮,采用工研所QPQ技術(shù)以后,耐蝕性會有很大提高。氮化QPQ拋光經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。
H13作為應(yīng)用較為廣且具有代表性的熱作模具鋼,在高溫下因擁有較高的熱硬性、沖擊韌性、耐磨性以及切削加工性,所以通常應(yīng)用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過程中表面會受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術(shù)來提高H13模具鋼的性能,延長使用壽命具有重要的意義。經(jīng)過工研所QPQ處理后,表面硬度增加,由基體的490HV增加到1100HV,且磨損失重量不到基體的十分之一,造成該現(xiàn)象的原因是經(jīng)過QPQ工藝處理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系數(shù)Fe3O4形成于H13模具鋼表面,使其表現(xiàn)出良好的抗磨損性能。
QPQ技術(shù)是一種可以同時大幅度提高金屬耐磨性和耐蝕性的表面改性技術(shù)在國外被認為是冶金學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有巨大意義的新技術(shù),曾經(jīng)該技術(shù)的配方由德國迪高沙公司壟斷。20世紀(jì)80年代,成都工具研究所經(jīng)過長期的試驗研究自主開發(fā)了QPQ技術(shù)的鹽浴配方,不僅打破了該公司的壟斷,而且在環(huán)保方面達到國際先進水平,大量替代了國外引進技術(shù),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進步二等獎,四川省科技進步一等獎,是“九五”期間國家重點推廣的科技項目。QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能。
在QPQ的生產(chǎn)過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生,我們需要采取相應(yīng)的措施,使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)。工研所QPQ生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要是來自工件從氧化爐出來后清洗工件時所產(chǎn)生的,雖然從氮化爐中帶出的少量氰根在氧化爐中完全被分解,但是氧化鹽呈堿性不能直接排放,需要使用硫酸氫鈉或硫酸等酸性物質(zhì)將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢氣主要來源于調(diào)整鹽的添加和工件氧化時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調(diào)整鹽時會產(chǎn)生氨氣,刺激嗅覺,廢氣排放必須采用排氣筒(煙囪)排放,廢氣治理的主要工藝流程主要是:布袋除塵→噴淋式吸收塔吸收氨氣→15mL排氣筒排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢渣主要來源于氮化鹽和氧化鹽,為了保證鹽浴的清潔度,通常將沉渣器放入氮化爐中,待取出冷卻后沉積在沉渣器底部的黑色顆粒是無毒的鐵渣,只有少量白色物為殘留的氮化鹽,殘留的氮化鹽中含有低濃度的氰根,不能隨意丟棄,可放入氧化鹽浴中進行中和處理,氧化鹽的渣主要來源于工件帶入的氮化鹽和氧化鹽反應(yīng)的產(chǎn)物以及工件表面疏松層脫落的鐵離子形成的鐵渣,可以視同熱處理鹽浴爐爐渣一樣處理。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術(shù)可以延長刀具的使用壽命。機床QPQ技術(shù)
QPQ表面處理可以提高刀具的切削效率,降低加工成本。氮化QPQ拋光
相較于原有的QPQ技術(shù),成都工具研究所有限公司研發(fā)的新一代的QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)的化合物滲層由原有的15~20μm增加到30~40μm以上,并且成都工具研究所配備有多套QPQ設(shè)備、全套先進檢驗設(shè)備,如金相顯微鏡、維氏硬度計、鹽霧試驗機、SEM掃描電鏡、X射線衍射儀、拋光設(shè)備等,可長期承接外協(xié)加工業(yè)務(wù)。產(chǎn)品經(jīng)過QPQ技術(shù)處理后,具有高硬度、高抗蝕、高耐磨、微變形、環(huán)保等優(yōu)良特性,可替代發(fā)黑、磷化、鍍鉻、氣體滲氮、離子滲氮、滲碳等常規(guī)工藝。氮化QPQ拋光