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(guò)程中,金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不會(huì)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(huì)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(lái)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(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行QPQ處理時(shí),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(shí)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(duì)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(mǎn)足高精度零部件的制造要求。QPQ表面處理可以提高刀具的抗沖擊性能。不銹鋼QPQ磨損量
海洋油氣田的開(kāi)發(fā)開(kāi)采環(huán)境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強(qiáng)度和高耐磨、優(yōu)良自潤(rùn)滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復(fù)合處理等技術(shù)都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應(yīng)特性,氣相沉積技術(shù)在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優(yōu)勢(shì),電鍍鎢合金技術(shù)在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)勢(shì),而工研所QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優(yōu)勢(shì),同時(shí),還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問(wèn)題。高耐蝕QPQ粗糙QPQ表面處理可以使刀具具有更高的切削精度。
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫(xiě),釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產(chǎn)品進(jìn)行精細(xì)化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨??筛鶕?jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時(shí)間要求)選擇合適的精細(xì)化處理方式。拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或者電化學(xué)的方式使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮平整的表面,QPQ常見(jiàn)的拋光方式有振動(dòng)拋光、桿式拋光、布倫拋光以及羊毛刷手動(dòng)拋光等;噴丸主要通過(guò)去除工件表面的疏松層與氧化膜來(lái)提供工件的機(jī)械性能和防腐性能,經(jīng)過(guò)工研所QPQ處理的42CrMo工件進(jìn)行拋丸處理,發(fā)現(xiàn)工件表面氧化膜去除,化合物層完好,耐蝕性提高;噴砂的破壞力強(qiáng)于噴丸,在使用過(guò)程中通常使用80目以上的玻璃砂,噴砂工藝不僅應(yīng)用于后處理上,對(duì)于某些不銹鋼產(chǎn)品,為確保產(chǎn)品外觀(guān),在QPQ處理前也需要進(jìn)行噴砂處理以消除表面殘余應(yīng)力;研磨是通過(guò)研具與工件在一定壓力下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)工件表面進(jìn)行精整加工,主要應(yīng)用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達(dá)IT5~01,表面粗糙度可達(dá)Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分為濕研、干研和半干研,目前使用較多的一般是銅棒研磨。
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(guó)公司壟斷,當(dāng)時(shí)還屬于機(jī)械部成都工具研究所的研究員們經(jīng)過(guò)十多年的不懈努力,自主開(kāi)發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù),并已在中國(guó)大面積推廣,取得了很好的社會(huì)效益,使中國(guó)在金屬鹽浴表面強(qiáng)化改性技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。他們從事的研究工作當(dāng)年為“九五”國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,在替代國(guó)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(guó)發(fā)展汽車(chē)摩托車(chē)等產(chǎn)業(yè)不可缺少的新技術(shù)。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術(shù),使刀具具有更長(zhǎng)的使用壽命。
硬度檢測(cè)是QPQ滲層的重要指標(biāo)之一,對(duì)于一定的基體材料,滲層的硬度由化合物層深度和致密度來(lái)確定,只要化合物層達(dá)到一定的深度,并有良好的致密度,則滲層硬度就會(huì)存在合理的范圍內(nèi),化合物層是由于氮和碳元素的不斷滲入鋼的表面形成Fe3N或Fe2~3N,鐵的晶格也由立方晶格轉(zhuǎn)變成密排六方晶格,因而引起金屬表面硬度的提高,經(jīng)工研所QPQ處理后,45#的表面硬度可達(dá)HV600,不銹鋼材質(zhì)的表面硬度可達(dá)HV1000以上,合金鋼材質(zhì)可達(dá)HV800以上。經(jīng)過(guò)QPQ表面處理的刀具具有更好的耐磨性和耐蝕性。深層QPQ使用壽命
QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。不銹鋼QPQ磨損量
TD金屬表面超硬改性技術(shù)俗稱(chēng)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(guò)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(shí)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(shí)間短,所以工件變形量工研所QPQ技術(shù)優(yōu)于TD工藝。不銹鋼QPQ磨損量