工研所研發(fā)的QPQ技術(shù),其工藝溫度設(shè)定巧妙地低于鋼的相變溫度,這意味著在處理過程中,金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變,從而避免了組織應(yīng)力的產(chǎn)生。相較于那些會引發(fā)組織轉(zhuǎn)變的常規(guī)熱處理工藝,如淬火、高頻感應(yīng)淬火以及滲碳淬火,QPQ技術(shù)所帶來的工件變形要小得多。這一特性使得QPQ技術(shù)在處理精密零部件時具有明顯的優(yōu)勢。在進(jìn)行QPQ處理時,為了確保處理效果并減小工件的形狀變化,桿軸件或板件必須垂直裝卡,以保證處理的均勻性。預(yù)熱階段,應(yīng)緩慢熱透工件,必要時還可以采用隨爐升溫預(yù)熱的方式,以進(jìn)一步減小熱應(yīng)力對工件的影響。在氧化工序結(jié)束后,為了讓工件能夠更穩(wěn)定地定型,可將其冷卻到接近室溫后再進(jìn)行清洗。這一系列精細(xì)的操作步驟,都是為了確保QPQ處理后的工件能夠保持原有的形狀精度,滿足高精度零部件的制造要求。QPQ表面處理可以改善刀具的表面光潔度,減少切削時的摩擦阻力。高溫QPQ替代氣體滲氮
氣門的作用是是專門負(fù)責(zé)向汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)輸入空氣并派出燃燒后的廢氣,氣門是在高溫狀態(tài)下工作的零件,因此氣門除了選用熱強(qiáng)鋼材料外,還要注意氣門的接觸面是一個危險區(qū)域,該區(qū)域要求耐熱蝕、熱疲勞、耐磨損,因此必須進(jìn)行表面強(qiáng)化。較早的表面強(qiáng)化技術(shù)是采用鍍硬鉻,現(xiàn)在氣門材料常用4Cr9Si2鋼、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比較試驗(yàn)表明,40Cr鋼氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經(jīng)工研所QPQ處理后,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,并成功地解決了六價鉻的公害問題。鋁合金QPQ鹽霧QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能,延長刀具的使用壽命。
汽車曲軸、凸輪軸、氣門、摩托車齒輪、連桿、球頭銷等,它承受復(fù)雜的彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷和一定的沖擊載荷,軸頸表面要承受磨損,凸輪部分承受變化的擠壓應(yīng)力以及在挺桿的摩擦等,因此要求材料表面具有良好的耐磨性與耐蝕性能。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐磨性與耐蝕性,但鍍鉻的六價鉻離子嚴(yán)重污染環(huán)境,因此必須采用環(huán)保的工藝方法代替。工研所QPQ技術(shù)是一種環(huán)保的工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,因此用工研所QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻,耐磨性和耐蝕性都會大幅度提高。
TD金屬表面超硬改性技術(shù)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(zhì)中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),擴(kuò)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(yīng)用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達(dá)2600-3600遠(yuǎn)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(yuǎn)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(shù)優(yōu)于TD工藝。QPQ表面處理可以提高刀具的抗氧化性能。
在QPQ的生產(chǎn)過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生,我們需要采取相應(yīng)的措施,使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)。工研所QPQ生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要是來自工件從氧化爐出來后清洗工件時所產(chǎn)生的,雖然從氮化爐中帶出的少量氰根在氧化爐中完全被分解,但是氧化鹽呈堿性不能直接排放,需要使用硫酸氫鈉或硫酸等酸性物質(zhì)將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢氣主要來源于調(diào)整鹽的添加和工件氧化時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調(diào)整鹽時會產(chǎn)生氨氣,刺激嗅覺,廢氣排放必須采用排氣筒(煙囪)排放,廢氣治理的主要工藝流程主要是:布袋除塵→噴淋式吸收塔吸收氨氣→15mL排氣筒排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢渣主要來源于氮化鹽和氧化鹽,為了保證鹽浴的清潔度,通常將沉渣器放入氮化爐中,待取出冷卻后沉積在沉渣器底部的黑色顆粒是無毒的鐵渣,只有少量白色物為殘留的氮化鹽,殘留的氮化鹽中含有低濃度的氰根,不能隨意丟棄,可放入氧化鹽浴中進(jìn)行中和處理,氧化鹽的渣主要來源于工件帶入的氮化鹽和氧化鹽反應(yīng)的產(chǎn)物以及工件表面疏松層脫落的鐵離子形成的鐵渣,可以視同熱處理鹽浴爐爐渣一樣處理。QPQ表面處理可以提高刀具的熱穩(wěn)定性,減少熱變形的可能性。表面改性QPQ淬火
經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。高溫QPQ替代氣體滲氮
QPQ技術(shù)是一種可以同時大幅度提高金屬耐磨性和耐蝕性的表面改性技術(shù)在國外被認(rèn)為是冶金學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有巨大意義的新技術(shù),曾經(jīng)該技術(shù)的配方由德國迪高沙公司壟斷。20世紀(jì)80年代,成都工具研究所經(jīng)過長期的試驗(yàn)研究自主開發(fā)了 QPQ 技術(shù)的鹽浴配方,不僅打破了該公司的壟斷,而且在環(huán)保方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,大量替代了國外引進(jìn)技術(shù),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進(jìn)步二等獎,四川省科技進(jìn)步一等獎,是“九五”期間國家重點(diǎn)推廣的科技項目。高溫QPQ替代氣體滲氮