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耐热性能,使其适用于高温切削加工。活塞环QPQ替代镀硬铬
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。新能源QPQ硬度QPQ表面处理可以改善刀具的表面硬度分布。
气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃,在该温度下氮化层硬度值高,氮化时间通常为2-3h,随着时间延长,氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺,虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好,但是它的生产周期太长,且必须采用特殊的渗氮钢,表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短,适用钢种广,且表面生成韧性较高的Fe2~3N相,同时由于工件几乎不变形,处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮,采用工研所QPQ技术以后,耐蚀性会有很大提高。
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利用QPQ表面处理技术,使刀具具有更好的切削质量。
气门的作用是是专门负责向汽车发动机内输入空气并派出燃烧后的废气,气门是在高温状态下工作的零件,因此气门除了选用热强钢材料外,还要注意气门的接触面是一个危险区域,该区域要求耐热蚀、热疲劳、耐磨损,因此必须进行表面强化。较早的表面强化技术是采用镀硬铬,现在气门材料常用4Cr9Si2钢、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比较试验表明,40Cr钢气门和5Cr21Mn9Ni4N钢排气门经工研所QPQ处理后,其耐磨性比镀硬铬高2倍,并成功地解决了六价铬的公害问题。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面处理技术,使刀具具有更长的使用寿命。仪器仪表QPQ深度
成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以使刀具具有更好的耐用性和可靠性。活塞环QPQ替代镀硬铬
工研所的《QPQ盐浴复合处理技术及其成套设备》荣获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖,同时是国家重点推广新项目,编著《QPQ技术的原理与应用》行业专著一部,参与编写制定QPQ行业标准。团队通过承接国家、省部级科研项目如《石油管用深层QPQ防腐技术的开发研究》、《深层QPQ盐浴奥氏体氮碳共渗与氧化工艺的研究与开发》、《超深层QPQ技术的研发》等,先后开发出第二代QPQ处理技术、超深层QPQ处理技术,低温QPQ处理技术并实现推广应用。活塞环QPQ替代镀硬铬