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表面處理可以減少刀具的摩擦系數,提高切削效率。機械QPQ白亮層
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。氮化鹽浴QPQ廢水QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
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。
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。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以使刀具表面更加光滑,減少摩擦阻力。
工研所QPQ表面復合處理技術在汽車、摩托車、紡織機械、輕化工機械、工程機械、農業機械、儀器儀表、機床、齒輪、工具、具等行業有廣泛的應用前景。隨著現代機器制造業的發展,對金屬材料的性能提出了更高的要求,另一方面由于在環保方面的嚴格限制,很多老的污染環境的表面強化和防腐技術紛紛被淘汰。在這種形勢下,環保的低溫鹽浴復合處理技術——QPQ更符合當下的需求。當年,這種技術不僅原料無毒,并且做到了全工藝過程環保,因此獲得德國環保獎。同時這種新的表面強化改性技術比普通常規強化方法可以成數量級地提高金屬表面的耐磨性和耐蝕性。QPQ表面處理可以提高刀具的切削速度,提高生產效率。鋁合金QPQ處理技術
經過QPQ表面處理的刀具具有更好的耐磨性和耐蝕性。機械QPQ白亮層
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。機械QPQ白亮層