不銹鋼分為奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼以及鐵素體不銹鋼,適用于室外潮濕環境,具有很強耐腐蝕性能的304屬于奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼由于含碳量低,是不能通過熱處理來提高硬度的,如果表面要進行硬化處理,可以通過低溫離子滲氮處理(QPQ),304不銹鋼中的鉻和氮元素有較好的親和力,可以在氮化過程中生成彌散分布的氮化物起到硬化作用,成都工具研究所QPQ表面復合處理技術處理后的維氏硬度可達1000HV,同時還能保持不銹鋼的耐腐蝕性能。QPQ表面處理是一種常用于刀具的熱處理方法。齒輪QPQ化合物層
工研所QPQ表面復合處理技術中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ 技術應該說是上述鹽浴復合處理技術的完善和發展。現在把兩種技術結合起來統稱為 QPQ 技術。這項技術主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術,以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術難題。也用來代替發黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術,以便大幅度提高耐蝕性或降低生產成本。機床QPQ疲勞強度QPQ表面處理可以改善刀具的表面硬度分布。
鍍鉻工藝是一種傳統的表面改性技術,不僅能有效提高金屬的硬度、防腐性能,還能對損傷的零件進行修補矯正。但是鍍鉻在操作過程中容易產生劇毒六價鉻的酸霧和廢水,不僅對環境有害,而且嚴重危害人體健康。盡管采用三價鉻電鍍液可以取代六價鉻溶液,然而三價鉻電鍍工藝仍然存在鍍層薄、質量差、鍍液成分復雜、穩定性差等缺點。工研所的QPQ表面復合處理技術與鍍鉻相比,QPQ 具有更出色的耐磨性和耐腐蝕性,而且沒有氫脆的風險。與傳統的氮化工藝相比,QPQ 可提供更深的擴散層并提高耐腐蝕性。同樣應用于表面強化的QPQ鹽浴復合處理技術,在金屬表面可形成具有耐磨防腐的滲層,該工藝綠色環保,鹽溶液采用無毒的氰酸鹽作為滲劑,有效地解決了污染問題,實現了工藝過程無毒廢水零排放。如今工研所QPQ技術具有高硬度、高耐磨性、微變形、抗疲勞等優點,已具備了代替鍍鉻技術的成熟條件。
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表面處理可以提高刀具的抗沖擊性能。
工研所低溫QPQ處理技術在航空航天、新能源等高精尖領域應用廣,該技術在可以提升硬度的同時幾乎不破壞其耐腐蝕性以及極小的變形,對于密封圈、墊圈等變形尺寸要求高的零件,該工藝是較好的選擇。常規QPQ氮化工藝處理溫度通常在500℃以上,這樣會造成一些回火或調質溫度低的碳鋼或合金鋼的心部硬度降低,從而影響其零件的整體性能,如抗拉強度等。奧氏體不銹鋼由于含碳量很低,無法通過相變進行強化,常規的QPQ技術雖然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于溫度過高,導致CrN的大量析出,嚴重損害了不銹鋼的耐蝕性能。當采用較低的溫度來處理時,可以在奧氏體不銹鋼表面生成“S”相,在不降低耐蝕性能的同時大幅度提高其耐磨性能。有些高速鋼、模具鋼等零件采用現有QPQ處理后會出現化合物層崩缺的現象,因此不敢長時間進行氮化處理,但當處理溫度降低以后,隨著氮原子的活性降低,化合物形成需要的時間更長,可以進行更長的氮化處理以提高擴散層的深度。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削穩定性。曲軸QPQ使用壽命
QPQ表面處理可以提高刀具的抗腐蝕性能,延長其使用壽命。齒輪QPQ化合物層
工研所的QPQ表面復合處理技術,是一種針對金屬表面的處理工藝,通過將零件浸入高溫的軟氮化槽中使氮、碳和少量氧擴散到金屬表面從而形成復合層。工研所的QPQ表面復合處理技術通過在金屬表面形成一層淬火層和極硬的奧氏體組織(化合物層),使得處理后的零件表面具有出色的耐磨性。工研所的QPQ表面復合處理技術處理后的零件表面形成的氮化物層具有良好的化學穩定性和抗腐蝕性,能夠有效防止零件表面受到腐蝕,該特性使QPQ處理后的零件在潮濕、腐蝕性環境下依然能夠保持良好的性能,并延長其在惡劣環境中的使用壽命。QPQ 技術在耐磨性、耐腐蝕性和尺寸穩定性方面具有明顯優勢,適用于各種鋼和鐵制部件,同時,QPQ 不會明顯改變零件尺寸,因此非常適合公差要求嚴格的零件。齒輪QPQ化合物層