微变形QPQ淬火

汽车曲轴、凸轮轴、气门、摩托车齿轮、连杆、球头销等，它承受复杂的弯曲、扭转载荷和一定的冲击载荷，轴颈表面要承受磨损，凸轮部分承受变化的挤压应力以及在挺杆的摩擦等，因此要求材料表面具有良好的耐磨性与耐蚀性能。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐磨性与耐蚀性，但镀铬的六价铬离子严重污染环境，因此必须采用环保的工艺方法代替。工研所QPQ技术是一种环保的工艺方法，其耐磨性比镀硬铬高2倍，耐蚀性比镀硬铬高20倍，因此用工研所QPQ技术代替镀硬铬，耐磨性和耐蚀性都会大幅度提高。QPQ表面处理可以提高刀具的切削精度，提高产品质量。微变形QPQ淬火

QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母缩写，释义为“淬火-抛光-淬火”。抛光是产品进行精细化处理的一种手段，还有喷丸（抛丸）、喷砂、研磨。可根据产品的技术要求（如外光要求、粗糙度要求、盐雾时间要求）选择合适的精细化处理方式。抛光是指利用机械、化学或者电化学的方式使工件表面粗糙度降低，以获得光亮平整的表面，QPQ常见的抛光方式有振动抛光、杆式抛光、布伦抛光以及羊毛刷手动抛光等；喷丸主要通过去除工件表面的疏松层与氧化膜来提供工件的机械性能和防腐性能，经过工研所QPQ处理的42CrMo工件进行抛丸处理，发现工件表面氧化膜去除，化合物层完好，耐蚀性提高；喷砂的破坏力强于喷丸，在使用过程中通常使用80目以上的玻璃砂，喷砂工艺不仅应用于后处理上，对于某些不锈钢产品，为确保产品外观，在QPQ处理前也需要进行喷砂处理以消除表面残余应力；研磨是通过研具与工件在一定压力下的相对运动对工件表面进行精整加工，主要应用于表面粗糙度较高、精密零件采用的工艺，加工精度可达IT5~01，表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm，研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研，目前使用较多的一般是铜棒研磨。氮化QPQ替代电镀QPQ表面处理可以提高刀具的抗磨损性能。

工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广，该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形，对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件，该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上，这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低，从而影响其零件的整体性能，如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低，无法通过相变进行强化，常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能，但由于温度过高，导致CrN的大量析出，严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时，可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相，在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象，因此不敢长时间进行氮化处理，但当处理温度降低以后，随着氮原子的活性降低，化合物形成需要的时间更长，可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。

TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属，是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层，目前性能高、应用范围广的就是碳化钒（VC）覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500，所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度（500-600℃）远低于TD工艺（800-1050℃），且工研所QPQ处理时间短，所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的热稳定性。

工研所QPQ表面复合处理技术中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的缩写。它是在作了盐浴复合处理以后，为了改善工件表面的粗糙度，可以对工件表面进行一次抛光，然后再在盐浴中作一次氧化。这对精密零件和表面粗糙度要求较好的工件来说是非常必要的。因此QPQ技术应该说是上述盐浴复合处理技术的完善和发展。现在把两种技术结合起来统称为QPQ技术。这项技术主要用于要求高耐磨、高耐蚀、耐疲劳、微变形的各种钢、铸铁及铁基粉末冶金件。它常常用来代替渗碳淬火、高频感应淬火、离子渗氮、软氮化等热处理和表面强化技术，以提高耐磨、耐疲劳性能，特别是用来解决硬化变形技术难题。也用来代替发黑、镀铬、镀硬铬、镀镍等表面防护技术，以便大幅度提高耐蚀性或降低生产成本。QPQ表面处理可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。微变形QPQ淬火

经过QPQ表面处理的刀具具有更好的抗腐蚀性能。微变形QPQ淬火

磷化处理时通过在金属表面形成一层磷化物膜来防止金属与外界环境中的氧气、水和其它化学物质接触，从而提高金属的耐腐蚀性能。然而磷化处理过程可能会产生一些有害物质，例如废水和废气中的重金属离子和硝酸盐，这对环境造成一定的污染。工研所QPQ技术是一种热处理表面改性技术，在工艺上是热处理技术和防腐技术的复合，在渗层组织上是氮化物层和氧化物层的复合，在渗层性能上是耐磨性和防腐性的复合。经过硫酸铜溶液腐蚀、露天放置以及盐雾试验进行耐蚀性能的比较，发现经过工研所QPQ处理的工件耐蚀性更优，同时工研所QPQ技术在生产过程中产生的废气、废水、废渣经处理后均满足国家标准。微变形QPQ淬火