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。QPQ表面处理可以有效地提高刀具的抗腐蚀性能。第二代QPQ替代软氮化
达克罗表面处理技术是一种防腐蚀涂层技术,主要用于金属制品的表面保护。它采用化学镀的方法,将一层具有防腐蚀性能的无机镀层均匀地覆盖在金属表面。这种镀层主要由超细鳞片状锌、铝和铬等组成,由于片状锌、铝层状重叠,阻碍了水、氧等腐蚀介质与钢铁零件的接触,同时在达克罗的处理过程中,铬酸与锌、铝粉和基体金属发生化学反应,生成致密的钝化膜,这种钝化膜具有很好的耐腐蚀性能,该工艺对螺栓固件的应用较广。该技术主要用于防腐蚀保护,而膜层本省的硬度不高,不具备一定强度的耐磨性。而工研所QPQ技术在提高金属制品的表面硬度和耐磨性的同时,依靠表面的氧化膜和氮化物层可大幅度提高工件的防腐能力,它更多地用于提高金属制品的硬度和耐磨性以及防腐性。高耐磨QPQ替代镀镍成都工具研究所有限公司通过QPQ表面处理技术,使刀具具有更好的耐磨性。
发黑处理的原理是使金属表面产生一层黑色的氧化膜,以隔绝空气达到防锈的目的,但是根据零件的不同,有时不会变为黑色,如Q235钢在550℃高温下氧化形成的氧化膜呈蓝色,在130-150℃高温下形成的氧化膜呈黑色。该工艺形成的氧化膜层厚度约0.5-1.5μm,且无硬度提升。发黑处理后的金属零件表面的防锈油一旦挥发殆尽,则会变得易于生锈。而经工研所QPQ处理后的金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,这种氮化层具有极高的硬度和耐磨性,能够有效提高金属制品的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。
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表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能。
成都工具研究所在原有QPQ技术基础上开发了深层QPQ技术,化合物层深度更大,由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。该技术可明显提高材料的力学性能和抗蚀性。与其他表面处理方法相比,工件具有更高的耐疲劳强度,能够明显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寿命,且具有更高的耐腐蚀性。QPQ处理能够保持尺寸稳定,与其他表面处理方法相比,QPQ处理对零部件尺寸变化的影响较小,有利于保持高精度要求。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的热稳定性。表面改性QPQ盐浴氮化
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削效果和寿命。第二代QPQ替代软氮化
工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广,该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形,对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件,该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上,这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低,从而影响其零件的整体性能,如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低,无法通过相变进行强化,常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于温度过高,导致CrN的大量析出,严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时,可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相,在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象,因此不敢长时间进行氮化处理,但当处理温度降低以后,随着氮原子的活性降低,化合物形成需要的时间更长,可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。第二代QPQ替代软氮化