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(shí)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(shí)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(diǎn)。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(jìn)步二等獎、四川省科技進(jìn)步一等獎,同時是國家重點(diǎn)推廣新項(xiàng)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(jì)效益和社會效益。QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能。表面硬化QPQ淬火
TD金屬表面超硬改性技術(shù)俗稱滲金屬,是在800-1050℃的處理溫度下將工件置于硼砂熔鹽及其特種介質(zhì)中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),擴(kuò)散在工件表面形成一層幾微米至二十余微米的金屬碳化物層,目前性能高、應(yīng)用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達(dá)2600-3600遠(yuǎn)高于QPQ滲層硬度600-1500,所以工研所QPQ的韌性更好。同時工研所QPQ處理溫度(500-600℃)遠(yuǎn)低于TD工藝(800-1050℃),且工研所QPQ處理時間短,所以工件變形量工研所QPQ技術(shù)優(yōu)于TD工藝。農(nóng)機(jī)QPQ替代發(fā)黑QPQ表面處理可以增加刀具的抗磨性,減少刀具更換頻率。
工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)的關(guān)鍵是環(huán)保的鹽浴配方,曾由德國公司壟斷,當(dāng)時還屬于機(jī)械部成都工具研究所的研究員們經(jīng)過十多年的不懈努力,自主開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù),并已在中國大面積推廣,取得了很好的社會效益,使中國在金屬鹽浴表面強(qiáng)化改性技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國際先進(jìn)水平。他們從事的研究工作當(dāng)年為“九五”國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,在替代國外引進(jìn)技術(shù),提高產(chǎn)品的耐磨性和耐蝕性,解決產(chǎn)品變形難題,以及消除環(huán)境污染等方面,具有廣泛的應(yīng)用前景,已經(jīng)成為中國發(fā)展汽車摩托車等產(chǎn)業(yè)不可缺少的新技術(shù)。
工研所研發(fā)的QPQ技術(shù),其工藝溫度設(shè)定巧妙地低于鋼的相變溫度,這意味著在處理過程中,金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變,從而避免了組織應(yīng)力的產(chǎn)生。相較于那些會引發(fā)組織轉(zhuǎn)變的常規(guī)熱處理工藝,如淬火、高頻感應(yīng)淬火以及滲碳淬火,QPQ技術(shù)所帶來的工件變形要小得多。這一特性使得QPQ技術(shù)在處理精密零部件時具有明顯的優(yōu)勢。在進(jìn)行QPQ處理時,為了確保處理效果并減小工件的形狀變化,桿軸件或板件必須垂直裝卡,以保證處理的均勻性。預(yù)熱階段,應(yīng)緩慢熱透工件,必要時還可以采用隨爐升溫預(yù)熱的方式,以進(jìn)一步減小熱應(yīng)力對工件的影響。在氧化工序結(jié)束后,為了讓工件能夠更穩(wěn)定地定型,可將其冷卻到接近室溫后再進(jìn)行清洗。這一系列精細(xì)的操作步驟,都是為了確保QPQ處理后的工件能夠保持原有的形狀精度,滿足高精度零部件的制造要求。QPQ表面處理可以改善刀具的表面硬度分布。
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。通過QPQ表面處理,刀具的表面可以形成一層致密的氮化物層。金屬表面QPQ源頭廠家
QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù)。表面硬化QPQ淬火
在汽車發(fā)動機(jī)中,活塞桿是連接活塞和曲軸的關(guān)鍵部位,它承受著活塞往復(fù)運(yùn)動時的巨大力量,并將這些力量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動力,驅(qū)動汽車前進(jìn),因此,它要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐蝕性和耐磨性,但是鍍鉻的六價鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境,因此采用環(huán)保的工研所QPQ工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,同時通過鹽霧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工研所QPQ處理后的活塞桿具有良好的耐蝕性,因此可以用工研所QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻。表面硬化QPQ淬火