软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术,硬氮化工艺又称为渗氮,应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件,强调渗层深度的工件,方法上分为气体渗氮和离子渗氮,渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间随着深度的不同而不同,一般为15~70h,甚至更长;软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗,工研所QPQ是作为典型的软氮化,在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺,渗氮为主,渗入少量的碳,碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到改善,氮碳共渗适合范围很广,几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。QPQ表面处理可以使刀具具有更高的切削精度。高温QPQ替代软氮化

工研所于上世纪80年代打破国际垄断,成功自主研发QPQ技术。其中的技术关键是自主开发了成分独特的氮化盐浴的配方,其中添加了一种特殊的氧化剂,使盐浴中的有害氰酸根含量保持在质量分数为0.2%以下,为德国的的10%,达到了国际先进水平。同时盐浴中的有效成分氰酸根含量长期保持稳定。同时还开发了能够彻底分解氰酸根的氧化盐浴配方,因此完成了环保的QPQ技术开发的全过程。同时,工研所能为客户提供详细技术资料,成套工艺方案,设备图纸,成套专业设备(根据客户实际需求设计咨询),长期供应生产用盐,技术咨询,现场咨询服务,帮助客户达到稳定投产,并实行终身技术服务。金属表面QPQ疲劳强度经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性和切削精度。

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。
工研所的《QPQ盐浴复合处理技术及其成套设备》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,编著《QPQ技术的原理与应用》行业专著一部,参与编写制定QPQ行业标准。团队通过承接国家、省部级科研项目如《石油管用深层QPQ防腐技术的开发研究》、《深层QPQ盐浴奥氏体氮碳共渗与氧化工艺的研究与开发》、《超深层QPQ技术的研发》等,先后开发出第二代QPQ处理技术、超深层QPQ处理技术,低温QPQ处理技术并实现推广应用。QPQ表面处理可以提高刀具的抗粘附性能。

TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属,是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应,扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层,目前性能高、应用范围广的就是碳化钒(VC)覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500,所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度(500-600℃)远低于TD工艺(800-1050℃),且工研所QPQ处理时间短,所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。QPQ表面处理可以增加刀具的抗磨性,减少刀具更换频率。盐浴液体氮化QPQ盐浴氮化
QPQ表面处理可以提高刀具的切削精度,提高产品质量。高温QPQ替代软氮化
QPQ技术是一种可以同时大幅度提高金属耐磨性和耐蚀性的表面改性技术在国外被认为是冶金学领域内具有巨大意义的新技术,曾经该技术的配方由德国迪高沙公司垄断。20世纪80年代,成都工具研究所经过长期的试验研究自主开发了QPQ技术的盐浴配方,不仅打破了该公司的垄断,而且在环保方面达到国际先进水平,大量替代了国外引进技术,创造了良好的经济效益和社会效益,曾先后荣获国家科技进步二等奖,四川省科技进步一等奖,是“九五”期间国家重点推广的科技项目。高温QPQ替代软氮化