发黑处理的原理是使金属表面产生一层黑色的氧化膜,以隔绝空气达到防锈的目的,但是根据零件的不同,有时不会变为黑色,如Q235钢在550℃高温下氧化形成的氧化膜呈蓝色,在130-150℃高温下形成的氧化膜呈黑色。该工艺形成的氧化膜层厚度约0.5-1.5μm,且无硬度提升。发黑处理后的金属零件表面的防锈油一旦挥发殆尽,则会变得易于生锈。而经工研所QPQ处理后的金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,这种氮化层具有极高的硬度和耐磨性,能够有效提高金属制品的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以延长刀具的使用寿命。齿轮QPQ替代磷化
软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术,硬氮化工艺又称为渗氮,应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件,强调渗层深度的工件,方法上分为气体渗氮和离子渗氮,渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间随着深度的不同而不同,一般为15~70h,甚至更长;软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗,工研所QPQ是作为典型的软氮化,在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺,渗氮为主,渗入少量的碳,碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到改善,氮碳共渗适合范围很广,几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。防腐QPQ表面强化通过QPQ表面处理,刀具的表面可以形成一层致密的氮化物层。
离子渗氮是传统渗氮手段之一,在表面处理行业应用广,离子渗氮后产品外观呈灰色,虽然可以通过在渗氮过程中通入适量的氧气来提高表面的氧含量来提高工件的耐蚀性,但是远达不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蚀性效果。离子渗氮温度更低,对于变形要求高、回火温度低,而工研所QPQ氧化处理的外观呈均匀一致的黑色,相较于离子渗氮外观及耐腐性更有优势,将两种渗氮工艺相结合,既可以保证离子渗氮形成的物相结构不发生变化,又可以在表面形成新的氧化膜从而提高工件的耐蚀性,同时也可适用于更多的生产场景,应用在更多的领域。
在QPQ的生产过程中,会有一定的废水、废气、废渣产生,我们需要采取相应的措施,使其符合排放标准。工研所QPQ生产过程中产生的废水主要是来自工件从氧化炉出来后清洗工件时所产生的,虽然从氮化炉中带出的少量氰根在氧化炉中完全被分解,但是氧化盐呈碱性不能直接排放,需要使用硫酸氢钠或硫酸等酸性物质将其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生产过程中的废气主要来源于调整盐的添加和工件氧化时发生化学反应产生的氨气和粉尘,QPQ在熔炼基盐和添加调整盐时会产生氨气,刺激嗅觉,废气排放必须采用排气筒(烟囱)排放,废气治理的主要工艺流程主要是:布袋除尘→喷淋式吸收塔吸收氨气→15mL排气筒排放;工研所QPQ生产过程中的废渣主要来源于氮化盐和氧化盐,为了保证盐浴的清洁度,通常将沉渣器放入氮化炉中,待取出冷却后沉积在沉渣器底部的黑色颗粒是无毒的铁渣,只有少量白色物为残留的氮化盐,残留的氮化盐中含有低浓度的氰根,不能随意丢弃,可放入氧化盐浴中进行中和处理,氧化盐的渣主要来源于工件带入的氮化盐和氧化盐反应的产物以及工件表面疏松层脱落的铁离子形成的铁渣,可以视同热处理盐浴炉炉渣一样处理。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削表面质量。
硬度检测是QPQ渗层的重要指标之一,对于一定的基体材料,渗层的硬度由化合物层深度和致密度来确定,只要化合物层达到一定的深度,并有良好的致密度,则渗层硬度就会存在合理的范围内,化合物层是由于氮和碳元素的不断渗入钢的表面形成Fe3N或Fe2~3N,铁的晶格也由立方晶格转变成密排六方晶格,因而引起金属表面硬度的提高,经工研所QPQ处理后,45#的表面硬度可达HV600,不锈钢材质的表面硬度可达HV1000以上,合金钢材质可达HV800以上。QPQ表面处理可以使刀具具有更高的切削精度。齿轮QPQ替代磷化
QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数,提高切削效率。齿轮QPQ替代磷化
在工研所QPQ技术的日常生产中,QPQ盐的质量对工件表面的化合物层特性,包括深度、硬度以及疏松级别,具有至关重要的影响。其中,基盐中的氰酸根浓度是一个关键指标,其精确控制是QPQ技术质量控制流程中的重要环节。为了准确检测并调整基盐中的氰酸根含量,经典的甲醛定氮法被广泛应用。这一方法需要精心配制甲基红和亚甲基蓝的混合指示剂,以确保在加入酸碱时能够精确控制反应进程。随后,通过加入过量的甲醛,溶液中的氨态氮会被转化为氢离子。在酚酞指示剂的作用下,利用氢氧化钠对转化后的氢离子进行滴定。通过记录滴定过程中消耗的氢氧化钠量,可以精确地推算出基盐中氰酸根的浓度。这一检测与调整过程不仅确保了QPQ处理中盐的质量,也为工件表面形成高质量化合物层提供了有力保障,从而进一步提升了工件的整体性能和使用寿命。齿轮QPQ替代磷化