工研所的QPQ表面复合处理技术,是一种针对金属表面的处理工艺,通过将零件浸入高温的软氮化槽中使氮、碳和少量氧扩散到金属表面从而形成复合层。工研所的QPQ表面复合处理技术通过在金属表面形成一层淬火层和极硬的奥氏体组织(化合物层),使得处理后的零件表面具有出色的耐磨性。工研所的QPQ表面复合处理技术处理后的零件表面形成的氮化物层具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性,能够有效防止零件表面受到腐蚀,该特性使QPQ处理后的零件在潮湿、腐蚀性环境下依然能够保持良好的性能,并延长其在恶劣环境中的使用寿命。QPQ 技术在耐磨性、耐腐蚀性和尺寸稳定性方面具有明显优势,适用于各种钢和铁制部件,同时,QPQ 不会明显改变零件尺寸,因此非常适合公差要求严格的零件。QPQ表面处理可以提高刀具的抗冲击性能。QPQ硬度
成都工研所的QPQ技术是金属表面处理领域内的高新技术。从专业技术上来讲,这种技术实际上是低温盐浴渗氮加盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗加盐浴氧化,是一种盐浴复合处理技术。该技术是在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件,实现了渗氮工序和氧化工序的复合,渗层组织上是氮化物和氧化物的复合,性能上是耐磨性和抗蚀性的复合,工艺上是热处理技术和防腐技术的复合。QPQ技术处理后的工件,其耐磨性和抗蚀性比常规处理和表面防腐技术有明显提高,同时工件几乎不变形,还具有节能等优点。成都工研所的QPQ技术打破了德国对该技术的国际垄断,并先后荣获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖,同时是国家重点推广新项目。该技术已广泛应用于汽车、模具等多个领域,取得了明显的经济效益和社会效益。石油QPQ淬火经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母缩写,释义为“淬火-抛光-淬火”。抛光是产品进行精细化处理的一种手段,还有喷丸(抛丸)、喷砂、研磨。可根据产品的技术要求(如外光要求、粗糙度要求、盐雾时间要求)选择合适的精细化处理方式。抛光是指利用机械、化学或者电化学的方式使工件表面粗糙度降低,以获得光亮平整的表面,QPQ常见的抛光方式有振动抛光、杆式抛光、布伦抛光以及羊毛刷手动抛光等;喷丸主要通过去除工件表面的疏松层与氧化膜来提供工件的机械性能和防腐性能,经过工研所QPQ处理的42CrMo工件进行抛丸处理,发现工件表面氧化膜去除,化合物层完好,耐蚀性提高;喷砂的破坏力强于喷丸,在使用过程中通常使用80目以上的玻璃砂,喷砂工艺不仅应用于后处理上,对于某些不锈钢产品,为确保产品外观,在QPQ处理前也需要进行喷砂处理以消除表面残余应力;研磨是通过研具与工件在一定压力下的相对运动对工件表面进行精整加工,主要应用于表面粗糙度较高、精密零件采用的工艺,加工精度可达IT5~01,表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研,目前使用较多的一般是铜棒研磨。
气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃,在该温度下氮化层硬度值高,氮化时间通常为2-3h,随着时间延长,氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺,虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好,但是它的生产周期太长,且必须采用特殊的渗氮钢,表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短,适用钢种广,且表面生成韧性较高的Fe2~3N相,同时由于工件几乎不变形,处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮,采用工研所QPQ技术以后,耐蚀性会有很大提高。QPQ表面处理可以增加刀具的表面硬度,提高其抗磨损能力。
汽车曲轴、凸轮轴、气门、摩托车齿轮、连杆、球头销等,它承受复杂的弯曲、扭转载荷和一定的冲击载荷,轴颈表面要承受磨损,凸轮部分承受变化的挤压应力以及在挺杆的摩擦等,因此要求材料表面具有良好的耐磨性与耐蚀性能。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐磨性与耐蚀性,但镀铬的六价铬离子严重污染环境,因此必须采用环保的工艺方法代替。工研所QPQ技术是一种环保的工艺方法,其耐磨性比镀硬铬高2倍,耐蚀性比镀硬铬高20倍,因此用工研所QPQ技术代替镀硬铬,耐磨性和耐蚀性都会大幅度提高。QPQ表面处理可以提高刀具的抗氧化性能。表面处理QPQ废水
QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度。QPQ硬度
产品经工研所QPQ处理后,在表面会形成一层氮化层,为保证产品质量合格,会对同材质同状态的样块或产品进行渗层深度、致密度以及渗氮层氮化物级别判定的金相检测,通常有金相法和显微硬度法来确定扩散层的深度,金相法相较于硬度法简单便捷,对于铸铁件、碳钢件、合金钢铁件等材料使用硒酸腐蚀,对于不锈钢,模具钢等材料使用硝酸酒精腐蚀剂腐蚀。在显微镜下观察,从表面计算到针状氮化物终了处或与心部有明显差别处作为总渗层深度,除去化合物深度即为扩散层深度。QPQ硬度