在汽車發(fā)動機中,活塞桿是連接活塞和曲軸的關(guān)鍵部位,它承受著活塞往復運動時的巨大力量,并將這些力量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動力,驅(qū)動汽車前進,因此,它要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐蝕性和耐磨性,但是鍍鉻的六價鉻離子嚴重污染環(huán)境,因此采用環(huán)保的工研所QPQ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,同時通過鹽霧試驗發(fā)現(xiàn)工研所QPQ處理后的活塞桿具有良好的耐蝕性,因此可以用工研所QPQ技術(shù)代替鍍硬鉻。QPQ表面處理是一種經(jīng)濟高效的刀具表面改性方法。石油QPQ工藝
經(jīng)由工研所的QPQ表面復合處理技術(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處理對零部件尺寸變化的影響較小,有利于保持高精度要求。相對于其他表面處理方法,QPQ處理的成本相對較低,同時提供了更長的使用壽命,節(jié)約了維護和更換成本。QPQ處理過程中不涉及有毒化學物質(zhì),減少了對環(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,可廣泛應用于汽車、機械制造等領(lǐng)域。機床QPQ產(chǎn)品QPQ表面處理可以提高刀具的抗振性能,減少切削震動。
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(huán)境中的耐腐蝕表現(xiàn)。在標準鹽霧實驗環(huán)境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關(guān)重要的角色。氯化鈉是一種強電解質(zhì),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(zhì)上是氯離子發(fā)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(nèi)部的金屬基體發(fā)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(huán)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(chǎn)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(jù)產(chǎn)品的技術(shù)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(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,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(chǎn)品,為確保產(chǎn)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。通過QPQ表面處理,刀具的表面可以形成一層致密的氮化物層。
離子滲氮是傳統(tǒng)滲氮手段之一,在表面處理行業(yè)應用廣,離子滲氮后產(chǎn)品外觀呈灰色,雖然可以通過在滲氮過程中通入適量的氧氣來提高表面的氧含量來提高工件的耐蝕性,但是遠達不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蝕性效果。離子滲氮溫度更低,對于變形要求高、回火溫度低,而工研所QPQ氧化處理的外觀呈均勻一致的黑色,相較于離子滲氮外觀及耐腐性更有優(yōu)勢,將兩種滲氮工藝相結(jié)合,既可以保證離子滲氮形成的物相結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,又可以在表面形成新的氧化膜從而提高工件的耐蝕性,同時也可適用于更多的生產(chǎn)場景,應用在更多的領(lǐng)域。經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削穩(wěn)定性。模具QPQ技術(shù)
QPQ表面處理可以使刀具具有更高的切削精度。石油QPQ工藝
H13作為應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,所以通常應用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過程中表面會受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術(shù)來提高H13模具鋼的性能,延長使用壽命具有重要的意義。經(jīng)過工研所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。石油QPQ工藝