磷化處理時通過在金屬表面形成一層磷化物膜來防止金屬與外界環境中的氧氣、水和其它化學物質接觸,從而提高金屬的耐腐蝕性能。然而磷化處理過程可能會產生一些有害物質,例如廢水和廢氣中的重金屬離子和硝酸鹽,這對環境造成一定的污染。工研所QPQ技術是一種熱處理表面改性技術,在工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合,在滲層組織上是氮化物層和氧化物層的復合,在滲層性能上是耐磨性和防腐性的復合。經過硫酸銅溶液腐蝕、露天放置以及鹽霧試驗進行耐蝕性能的比較,發現經過工研所QPQ處理的工件耐蝕性更優,同時工研所QPQ技術在生產過程中產生的廢氣、廢水、廢渣經處理后均滿足國家標準。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術,使刀具具有更好的切削穩定性。儀器儀表QPQ處理標準
在QPQ的生產過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產生,我們需要采取相應的措施,使其符合排放標準。工研所QPQ生產過程中產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將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產過程中的廢氣主要來源于調整鹽的添加和工件氧化時發生化學反應產生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調整鹽時會產生氨氣,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的產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。汽車QPQ替代離子滲氮QPQ表面處理可以提高刀具的熱穩定性,減少熱變形的可能性。
氣體滲氮是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體氮化的常用溫度為560-570℃,在該溫度下氮化層硬度值高,氮化時間通常為2-3h,隨著時間延長,氮化層深度增加緩慢。相較于QPQ處理工藝,雖然氣體滲氮在耐磨性方面表現良好,但是它的生產周期太長,且必須采用特殊的滲氮鋼,表面生成的Fe2N相脆性較大。工研所QPQ技術成產周期短,適用鋼種廣,且表面生成韌性較高的Fe2~3N相,同時由于工件幾乎不變形,處理后不必進行磨加工。特別是原來以抗蝕為目的的氣體滲氮,采用工研所QPQ技術以后,耐蝕性會有很大提高。
通常,我們采用中性鹽霧試驗來評估零件的防腐蝕性能,這一測試方法能夠模擬零件在潮濕、含鹽環境中的耐腐蝕表現。在標準鹽霧實驗環境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關重要的角色。氯化鈉是一種強電解質,具有極強的吸濕性,一旦與水接觸,便會迅速且完全地電離為氯離子和鈉離子。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕過程,實質上是氯離子發揮其強烈的穿透能力所致。由于氯離子的半徑相對較小,它能夠輕易地穿透金屬表面的氧化層或保護層,進而與內部的金屬基體發生電化學反應。這一反應會逐步侵蝕金屬,導致金屬材料表面的破壞。中性鹽霧試驗正是通過模擬這種環境,來檢測零件在長時間暴露于鹽霧中的耐腐蝕性能,從而確保零件在實際使用中的耐久性和可靠性。QPQ表面處理技術可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。
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表面處理技術可以延長刀具的使用壽命。汽車QPQ力學性能
QPQ表面處理可以提高刀具的切削速度,提高生產效率。儀器儀表QPQ處理標準
成都工研所的QPQ技術是金屬表面處理領域內的高新技術。從專業技術上來講,這種技術實際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化,是一種鹽浴復合處理技術。該技術是在氮化鹽浴和氧化鹽浴兩種鹽浴中處理工件,實現了滲氮工序和氧化工序的復合,滲層組織上是氮化物和氧化物的復合,性能上是耐磨性和抗蝕性的復合,工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合。QPQ技術處理后的工件,其耐磨性和抗蝕性比常規處理和表面防腐技術有明顯提高,同時工件幾乎不變形,還具有節能等優點。成都工研所的QPQ技術打破了德國對該技術的國際壟斷,并先后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。該技術已廣泛應用于汽車、模具等多個領域,取得了明顯的經濟效益和社會效益。儀器儀表QPQ處理標準