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。QPQ表面处理可以增加刀具的表面硬度,提高其抗磨损能力。环保QPQ替代软氮化
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。机床QPQ磨损量经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削表面质量。
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。
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。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术在刀具行业内享有很高的声誉。
工研所的QPQ表面复合处理技术,是一种针对金属表面的处理工艺,通过将零件浸入高温的软氮化槽中使氮、碳和少量氧扩散到金属表面从而形成复合层。工研所的QPQ表面复合处理技术通过在金属表面形成一层淬火层和极硬的奥氏体组织(化合物层),使得处理后的零件表面具有出色的耐磨性。工研所的QPQ表面复合处理技术处理后的零件表面形成的氮化物层具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性,能够有效防止零件表面受到腐蚀,该特性使QPQ处理后的零件在潮湿、腐蚀性环境下依然能够保持良好的性能,并延长其在恶劣环境中的使用寿命。QPQ技术在耐磨性、耐腐蚀性和尺寸稳定性方面具有明显优势,适用于各种钢和铁制部件,同时,QPQ不会明显改变零件尺寸,因此非常适合公差要求严格的零件。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性。航空航天QPQ处理技术
QPQ表面处理可以显著提高刀具的切削性能和加工效率。环保QPQ替代软氮化
经由工研所的QPQ表面复合处理技术处理后的产品形成的氮化层具有优异的硬度和耐磨性,能有效延长零部件的使用寿命,表面形成致密的氮化层,提供了优异的抗腐蚀性能,适用于恶劣环境下的使用。QPQ处理不仅提高了表面硬度,还有助于改善材料的疲劳强度和耐久性、保持尺寸稳定,与其他表面处理方法相比,QPQ处理对零部件尺寸变化的影响较小,有利于保持高精度要求。相对于其他表面处理方法,QPQ处理的成本相对较低,同时提供了更长的使用寿命,节约了维护和更换成本。QPQ处理过程中不涉及有毒化学物质,减少了对环境的影响,符合环保要求。适用于多种金属材料,如钢铁、铝合金等,可广泛应用于汽车、机械制造等领域。环保QPQ替代软氮化