工研所QPQ表面復合處理技術(shù)中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ技術(shù)應該說是上述鹽浴復合處理技術(shù)的完善和發(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術(shù)結(jié)合起來統(tǒng)稱為QPQ技術(shù)。這項技術(shù)主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術(shù),以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術(shù)難題。也用來代替發(fā)黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術(shù),以便大幅度提高耐蝕性或降低生產(chǎn)成本。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術(shù)可以有效地提高刀具的切削精度。高精度QPQ無污染
工研所低溫QPQ處理技術(shù)在航空航天、新能源等高精尖領域應用廣,該技術(shù)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(guī)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(diào)質(zhì)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(guī)的QPQ技術(shù)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(xiàn)有QPQ處理后會出現(xiàn)化合物層崩缺的現(xiàn)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。機械QPQ低溫液態(tài)氧氮化經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的熱穩(wěn)定性。
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??筛鶕?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。QPQ表面處理可以增加刀具的表面硬度,提高其抗磨損能力。
產(chǎn)品經(jīng)工研所QPQ處理后,在表面會形成一層氮化層,為保證產(chǎn)品質(zhì)量合格,會對同材質(zhì)同狀態(tài)的樣塊或產(chǎn)品進行滲層深度、致密度以及滲氮層氮化物級別判定的金相檢測,通常有金相法和顯微硬度法來確定擴散層的深度,金相法相較于硬度法簡單便捷,對于鑄鐵件、碳鋼件、合金鋼鐵件等材料使用硒酸腐蝕,對于不銹鋼,模具鋼等材料使用硝酸酒精腐蝕劑腐蝕。在顯微鏡下觀察,從表面計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散層深度。QPQ表面處理可以改善刀具的表面硬度分布。環(huán)保QPQ工藝
QPQ表面處理可以增加刀具的抗磨性,減少刀具更換頻率。高精度QPQ無污染
工研所的QPQ表面復合處理技術(shù),曾榮獲國家科技進步獎二等獎,以其高耐磨、高耐蝕、微變形的高性能,在金屬表面處理領域獨樹一幟。作為金屬表面強化改性技術(shù)的佼佼者,QPQ技術(shù)不僅能在材料表面形成一層堅韌的保護層,實現(xiàn)熱處理和表面防腐的雙重功效,還能較之常規(guī)方法更為明顯地提升材料的耐磨性和耐蝕性,為金屬制品的性能升級提供了強有力的技術(shù)支持。這項技術(shù)在國際上已得到廣泛應用,眾多企業(yè)如美國通用電氣、德國大眾以及日本的本田、豐田等大公司,均已采納QPQ技術(shù)來強化其產(chǎn)品的表面性能。這一技術(shù)的普及和應用,不僅彰顯了其在提升產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命方面的優(yōu)勢,也進一步驗證了工研所在金屬表面處理領域的深厚技術(shù)積累和創(chuàng)新能力。高精度QPQ無污染