45鋼為碳素結構用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、梢子、導柱等,但須熱處理。45鋼本身的硬度大概在197HV左右,工研所常規QPQ處理后硬度值為650HV,深層QPQ處理后的硬度值可達1000HV,45鋼本身易生銹,常規QPQ處理后的平均生銹時間是85.3h,深層QPQ處理后的生銹時間延長至151.3h。所以45鋼經過工研所QPQ技術處理后,特別是深層QPQ處理后,試樣可以獲得較高的表面硬度和良好的表面滲氮組織,同時試樣具有良好的耐磨性,在較低載荷的試驗條件下,隨著載荷的增加試樣的摩擦系數可以保持一定的穩定性。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以使刀具表面更加光滑,減少摩擦阻力。環保QPQ擴散層
經由工研所的QPQ表面復合處理技術處理后的產品形成的氮化層具有優異的硬度和耐磨性,能有效延長零部件的使用壽命,表面形成致密的氮化層,提供了優異的抗腐蝕性能,適用于惡劣環境下的使用。QPQ處理不僅提高了表面硬度,還有助于改善材料的疲勞強度和耐久性、保持尺寸穩定,與其他表面處理方法相比,QPQ處理對零部件尺寸變化的影響較小,有利于保持高精度要求。相對于其他表面處理方法,QPQ處理的成本相對較低,同時提供了更長的使用壽命,節約了維護和更換成本。QPQ處理過程中不涉及有毒化學物質,減少了對環境的影響,符合環保要求。適用于多種金屬材料,如鋼鐵、鋁合金等,可廣泛應用于汽車、機械制造等領域。機械QPQ替代鍍硬鉻成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以提高刀具的加工精度。
工研所的QPQ表面復合處理技術的關鍵是環保的鹽浴配方, 曾由德國公司壟斷,當時還屬于機械部成都工具研究所的研究員們經過十多年的不懈努力,自主開發了這項新技術,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化改性技術領域達到了國際先進水平。他們從事的研究工作當年為“九五”國家重點推廣項目,在替代國外引進技術,提高產品的耐磨性和耐蝕性,解決產品變形難題,以及消除環境污染等方面,具有廣泛的應用前景,已經成為中國發展汽車摩托車等產業不可缺少的新技術。
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫,釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產品進行精細化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨。可根據產品的技術要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時間要求)選擇合適的精細化處理方式。拋光是指利用機械、化學或者電化學的方式使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮平整的表面,QPQ常見的拋光方式有振動拋光、桿式拋光、布倫拋光以及羊毛刷手動拋光等;噴丸主要通過去除工件表面的疏松層與氧化膜來提供工件的機械性能和防腐性能,經過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,發現工件表面氧化膜去除,化合物層完好,耐蝕性提高;噴砂的破壞力強于噴丸,在使用過程中通常使用80目以上的玻璃砂,噴砂工藝不僅應用于后處理上,對于某些不銹鋼產品,為確保產品外觀,在QPQ處理前也需要進行噴砂處理以消除表面殘余應力;研磨是通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對工件表面進行精整加工,主要應用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達IT5~01,表面粗糙度可達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。QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
工研所的《QPQ鹽浴復合處理技術及其成套設備》榮獲國家科技進步二等獎、四川省科技進步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術的原理與應用》行業專著一部,參與編寫制定QPQ行業標準。團隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術的開發研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發》、《超深層QPQ技術的研發》等,先后開發出第二代QPQ處理技術、超深層QPQ處理技術,低溫QPQ處理技術并實現推廣應用。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以有效地提高刀具的切削精度。高溫QPQ氮化物層
QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數。環保QPQ擴散層
TD金屬表面超硬改性技術俗稱滲金屬,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中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產生化學反應,擴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、應用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達2600-3600遠高于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技術優于TD工藝。環保QPQ擴散層