工研所的《QPQ鹽浴復合處理技術及其成套設備》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,編著《QPQ技術的原理與應用》行業(yè)專著一部,參與編寫制定QPQ行業(yè)標準。團隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術的開發(fā)研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發(fā)》、《超深層QPQ技術的研發(fā)》等,先后開發(fā)出第二代QPQ處理技術、超深層QPQ處理技術,低溫QPQ處理技術并實現(xiàn)推廣應用。QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。機床QPQ氧化層
工研所QPQ表面復合處理技術中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ技術應該說是上述鹽浴復合處理技術的完善和發(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術結合起來統(tǒng)稱為QPQ技術。這項技術主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術,以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術難題。也用來代替發(fā)黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術,以便大幅度提高耐蝕性或降低生產成本。航空航天QPQ硫氮碳共滲成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以使刀具具有更好的耐用性和可靠性。
在QPQ的生產過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產生,我們需要采取相應的措施,使其符合排放標準。工研所QPQ生產過程中產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將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產過程中的廢氣主要來源于調整鹽的添加和工件氧化時發(fā)生化學反應產生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調整鹽時會產生氨氣,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的產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。
成都工具研究所在原有QPQ技術基礎上開發(fā)了深層QPQ技術,化合物層深度更大,由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。該技術可明顯提高材料的力學性能和抗蝕性。與其他表面處理方法相比,工件具有更高的耐疲勞強度,能夠明顯提高工件的耐磨性能。工件表面硬度得到提升,提高了工件的耐用性和使用壽命,且具有更高的耐腐蝕性。QPQ處理能夠保持尺寸穩(wěn)定,與其他表面處理方法相比,QPQ處理對零部件尺寸變化的影響較小,有利于保持高精度要求。QPQ表面處理可以提高刀具的耐熱性能,使其適用于高溫切削加工。
在工研所QPQ技術的日常生產中,QPQ鹽的質量對工件表面的化合物層特性,包括深度、硬度以及疏松級別,具有至關重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關鍵指標,其精確控制是QPQ技術質量控制流程中的重要環(huán)節(jié)。為了準確檢測并調整基鹽中的氰酸根含量,經典的甲醛定氮法被廣泛應用。這一方法需要精心配制甲基紅和亞甲基藍的混合指示劑,以確保在加入酸堿時能夠精確控制反應進程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態(tài)氮會被轉化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉化后的氫離子進行滴定。通過記錄滴定過程中消耗的氫氧化鈉量,可以精確地推算出基鹽中氰酸根的濃度。這一檢測與調整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質量,也為工件表面形成高質量化合物層提供了有力保障,從而進一步提升了工件的整體性能和使用壽命。QPQ表面處理可以提高刀具的切削速度,提高生產效率。航空航天QPQ硫氮碳共滲
經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。機床QPQ氧化層
工研所的QPQ表面復合處理技術,曾榮獲國家科技進步獎二等獎,以其高耐磨、高耐蝕、微變形的高性能,在金屬表面處理領域獨樹一幟。作為金屬表面強化改性技術的佼佼者,QPQ技術不僅能在材料表面形成一層堅韌的保護層,實現(xiàn)熱處理和表面防腐的雙重功效,還能較之常規(guī)方法更為明顯地提升材料的耐磨性和耐蝕性,為金屬制品的性能升級提供了強有力的技術支持。這項技術在國際上已得到廣泛應用,眾多企業(yè)如美國通用電氣、德國大眾以及日本的本田、豐田等大公司,均已采納QPQ技術來強化其產品的表面性能。這一技術的普及和應用,不僅彰顯了其在提升產品質量、延長使用壽命方面的優(yōu)勢,也進一步驗證了工研所在金屬表面處理領域的深厚技術積累和創(chuàng)新能力。機床QPQ氧化層