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。QPQ表面處理可以提高刀具的切削效率,降低加工成本。儀器儀表QPQ疏松層
QPQ技術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在國外被認為是冶金學領域內具有巨大意義的新技術,曾經該技術的配方由德國迪高沙公司壟斷。20世紀80年代,成都工具研究所經過長期的試驗研究自主開發了QPQ技術的鹽浴配方,不僅打破了該公司的壟斷,而且在環保方面達到國際先進水平,大量替代了國外引進技術,創造了良好的經濟效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進步二等獎,四川省科技進步一等獎,是“九五”期間國家重點推廣的科技項目。鹽浴液體氮化QPQ拋光QPQ表面處理可以提高刀具的抗腐蝕性能,延長其使用壽命。
工研所研發的QPQ技術,其工藝溫度設定巧妙地低于鋼的相變溫度,這意味著在處理過程中,金屬的內部組織結構不會發生改變,從而避免了組織應力的產生。相較于那些會引發組織轉變的常規熱處理工藝,如淬火、高頻感應淬火以及滲碳淬火,QPQ技術所帶來的工件變形要小得多。這一特性使得QPQ技術在處理精密零部件時具有明顯的優勢。在進行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。預熱階段,應緩慢熱透工件,必要時還可以采用隨爐升溫預熱的方式,以進一步減小熱應力對工件的影響。在氧化工序結束后,為了讓工件能夠更穩定地定型,可將其冷卻到接近室溫后再進行清洗。這一系列精細的操作步驟,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。
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。QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
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表面處理可以使刀具具有更高的切削效率。機床QPQ滲層
QPQ表面處理可以提高刀具的耐熱性能,使其適用于高溫切削加工。儀器儀表QPQ疏松層
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。儀器儀表QPQ疏松層