TD金屬表面超硬改性技術(shù)俗稱(chēng)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(guò)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(shí)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(shí)間短,所以工件變形量工研所QPQ技術(shù)優(yōu)于TD工藝。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術(shù),使刀具具有更長(zhǎng)的使用壽命。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
H13作為應(yīng)用較為廣且具有代表性的熱作模具鋼,在高溫下因擁有較高的熱硬性、沖擊韌性、耐磨性以及切削加工性,所以通常應(yīng)用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過(guò)程中表面會(huì)受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術(shù)來(lái)提高H13模具鋼的性能,延長(zhǎng)使用壽命具有重要的意義。經(jīng)過(guò)工研所QPQ處理后,表面硬度增加,由基體的490HV增加到1100HV,且磨損失重量不到基體的十分之一,造成該現(xiàn)象的原因是經(jīng)過(guò)QPQ工藝處理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系數(shù)Fe3O4形成于H13模具鋼表面,使其表現(xiàn)出良好的抗磨損性能。模具QPQ替代發(fā)黑QPQ表面處理可以提高刀具的抗沖擊性能。
硬度檢測(cè)是QPQ滲層的重要指標(biāo)之一,對(duì)于一定的基體材料,滲層的硬度由化合物層深度和致密度來(lái)確定,只要化合物層達(dá)到一定的深度,并有良好的致密度,則滲層硬度就會(huì)存在合理的范圍內(nèi),化合物層是由于氮和碳元素的不斷滲入鋼的表面形成Fe3N或Fe2~3N,鐵的晶格也由立方晶格轉(zhuǎn)變成密排六方晶格,因而引起金屬表面硬度的提高,經(jīng)工研所QPQ處理后,45#的表面硬度可達(dá)HV600,不銹鋼材質(zhì)的表面硬度可達(dá)HV1000以上,合金鋼材質(zhì)可達(dá)HV800以上。
產(chǎn)品經(jīng)工研所QPQ處理后,在表面會(huì)形成一層氮化層,為保證產(chǎn)品質(zhì)量合格,會(huì)對(duì)同材質(zhì)同狀態(tài)的樣塊或產(chǎn)品進(jìn)行滲層深度、致密度以及滲氮層氮化物級(jí)別判定的金相檢測(cè),通常有金相法和顯微硬度法來(lái)確定擴(kuò)散層的深度,金相法相較于硬度法簡(jiǎn)單便捷,對(duì)于鑄鐵件、碳鋼件、合金鋼鐵件等材料使用硒酸腐蝕,對(duì)于不銹鋼,模具鋼等材料使用硝酸酒精腐蝕劑腐蝕。在顯微鏡下觀(guān)察,從表面計(jì)算到針狀氮化物終了處或與心部有明顯差別處作為總滲層深度,除去化合物深度即為擴(kuò)散層深度。經(jīng)過(guò)QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質(zhì)量。
經(jīng)由工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)處理后的產(chǎn)品形成的氮化層具有優(yōu)異的硬度和耐磨性,能有效延長(zhǎng)零部件的使用壽命,表面形成致密的氮化層,提供了優(yōu)異的抗腐蝕性能,適用于惡劣環(huán)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(qiáng)度和耐久性、保持尺寸穩(wěn)定,與其他表面處理方法相比,QPQ處理對(duì)零部件尺寸變化的影響較小,有利于保持高精度要求。相對(duì)于其他表面處理方法,QPQ處理的成本相對(duì)較低,同時(shí)提供了更長(zhǎng)的使用壽命,節(jié)約了維護(hù)和更換成本。QPQ處理過(guò)程中不涉及有毒化學(xué)物質(zhì),減少了對(duì)環(huán)境的影響,符合環(huán)保要求。適用于多種金屬材料,如鋼鐵、鋁合金等,可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械制造等領(lǐng)域。QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。氮化QPQ氮碳共滲
QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨損性能。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫(xiě),釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產(chǎn)品進(jìn)行精細(xì)化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨。可根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時(shí)間要求)選擇合適的精細(xì)化處理方式。拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或者電化學(xué)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(jiàn)的拋光方式有振動(dòng)拋光、桿式拋光、布倫拋光以及羊毛刷手動(dòng)拋光等;噴丸主要通過(guò)去除工件表面的疏松層與氧化膜來(lái)提供工件的機(jī)械性能和防腐性能,經(jīng)過(guò)工研所QPQ處理的42CrMo工件進(jìn)行拋丸處理,發(fā)現(xiàn)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(qiáng)于噴丸,在使用過(guò)程中通常使用80目以上的玻璃砂,噴砂工藝不僅應(yīng)用于后處理上,對(duì)于某些不銹鋼產(chǎn)品,為確保產(chǎn)品外觀(guān),在QPQ處理前也需要進(jìn)行噴砂處理以消除表面殘余應(yīng)力;研磨是通過(guò)研具與工件在一定壓力下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)工件表面進(jìn)行精整加工,主要應(yīng)用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達(dá)IT5~01,表面粗糙度可達(dá)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。齒輪QPQ替代鍍硬鉻