45鋼為碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、梢子、導(dǎo)柱等,但須熱處理。45鋼本身的硬度大概在197HV左右,工研所常規(guī)QPQ處理后硬度值為650HV,深層QPQ處理后的硬度值可達(dá)1000HV,45鋼本身易生銹,常規(guī)QPQ處理后的平均生銹時間是85.3h,深層QPQ處理后的生銹時間延長至151.3h。所以45鋼經(jīng)過工研所QPQ技術(shù)處理后,特別是深層QPQ處理后,試樣可以獲得較高的表面硬度和良好的表面滲氮組織,同時試樣具有良好的耐磨性,在較低載荷的試驗條件下,隨著載荷的增加試樣的摩擦系數(shù)可以保持一定的穩(wěn)定性。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術(shù)可以使刀具表面更加光滑,減少摩擦阻力。環(huán)保QPQ擴(kuò)散層
經(jīng)由工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)處理后的產(chǎn)品形成的氮化層具有優(yōu)異的硬度和耐磨性,能有效延長零部件的使用壽命,表面形成致密的氮化層,提供了優(yōu)異的抗腐蝕性能,適用于惡劣環(huán)境下的使用。QPQ處理不僅提高了表面硬度,還有助于改善材料的疲勞強(qiáng)度和耐久性、保持尺寸穩(wěn)定,與其他表面處理方法相比,QPQ處理對零部件尺寸變化的影響較小,有利于保持高精度要求。相對于其他表面處理方法,QPQ處理的成本相對較低,同時提供了更長的使用壽命,節(jié)約了維護(hù)和更換成本。QPQ處理過程中不涉及有毒化學(xué)物質(zhì),減少了對環(huán)境的影響,符合環(huán)保要求。適用于多種金屬材料,如鋼鐵、鋁合金等,可廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械制造等領(lǐng)域。機(jī)械QPQ替代鍍硬鉻成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術(shù)可以提高刀具的加工精度。
工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)的關(guān)鍵是環(huán)保的鹽浴配方, 曾由德國公司壟斷,當(dāng)時還屬于機(jī)械部成都工具研究所的研究員們經(jīng)過十多年的不懈努力,自主開發(fā)了這項新技術(shù),并已在中國大面積推廣,取得了很好的社會效益,使中國在金屬鹽浴表面強(qiáng)化改性技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國際先進(jìn)水平。他們從事的研究工作當(dāng)年為“九五”國家重點推廣項目,在替代國外引進(jìn)技術(shù),提高產(chǎn)品的耐磨性和耐蝕性,解決產(chǎn)品變形難題,以及消除環(huán)境污染等方面,具有廣泛的應(yīng)用前景,已經(jīng)成為中國發(fā)展汽車摩托車等產(chǎn)業(yè)不可缺少的新技術(shù)。
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(jìn)行精細(xì)化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨。可根據(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(xì)化處理方式。拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或者電化學(xué)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(jī)械性能和防腐性能,經(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進(jìn)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(qiáng)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(yīng)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(jìn)行噴砂處理以消除表面殘余應(yīng)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(jìn)行精整加工,主要應(yīng)用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達(dá)IT5~01,表面粗糙度可達(dá)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表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
工研所的《QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)及其成套設(shè)備》榮獲國家科技進(jìn)步二等獎、四川省科技進(jìn)步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術(shù)的原理與應(yīng)用》行業(yè)專著一部,參與編寫制定QPQ行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。團(tuán)隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術(shù)的開發(fā)研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發(fā)》、《超深層QPQ技術(shù)的研發(fā)》等,先后開發(fā)出第二代QPQ處理技術(shù)、超深層QPQ處理技術(shù),低溫QPQ處理技術(shù)并實現(xiàn)推廣應(yīng)用。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。高溫QPQ氮化物層
QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù)。環(huán)保QPQ擴(kuò)散層
TD金屬表面超硬改性技術(shù)俗稱滲金屬,是在800-1050℃的處理溫度下將工件置于硼砂熔鹽及其特種介質(zhì)中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),擴(kuò)散在工件表面形成一層幾微米至二十余微米的金屬碳化物層,目前性能高、應(yīng)用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達(dá)2600-3600遠(yuǎn)高于QPQ滲層硬度600-1500,所以工研所QPQ的韌性更好。同時工研所QPQ處理溫度(500-600℃)遠(yuǎn)低于TD工藝(800-1050℃),且工研所QPQ處理時間短,所以工件變形量工研所QPQ技術(shù)優(yōu)于TD工藝。環(huán)保QPQ擴(kuò)散層