工研所QPQ表面復合處理技術中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ 技術應該說是上述鹽浴復合處理技術的完善和發展?,F在把兩種技術結合起來統稱為 QPQ 技術。這項技術主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術,以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術難題。也用來代替發黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術,以便大幅度提高耐蝕性或降低生產成本。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質量。低溫QPQ鹽浴
氣門的作用是是專門負責向汽車發動機內輸入空氣并派出燃燒后的廢氣,氣門是在高溫狀態下工作的零件,因此氣門除了選用熱強鋼材料外,還要注意氣門的接觸面是一個危險區域,該區域要求耐熱蝕、熱疲勞、耐磨損,因此必須進行表面強化。較早的表面強化技術是采用鍍硬鉻,現在氣門材料常用4Cr9Si2鋼、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比較試驗表明,40Cr鋼氣門和5Cr21Mn9Ni4N鋼排氣門經工研所QPQ處理后,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,并成功地解決了六價鉻的公害問題。機械QPQ化合物層QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數。
硬度檢測是QPQ滲層的重要指標之一,對于一定的基體材料,滲層的硬度由化合物層深度和致密度來確定,只要化合物層達到一定的深度,并有良好的致密度,則滲層硬度就會存在合理的范圍內,化合物層是由于氮和碳元素的不斷滲入鋼的表面形成Fe3N或Fe2~3N,鐵的晶格也由立方晶格轉變成密排六方晶格,因而引起金屬表面硬度的提高,經工研所QPQ處理后,45#的表面硬度可達HV600,不銹鋼材質的表面硬度可達HV1000以上,合金鋼材質可達HV800以上。
工研所研發的QPQ技術,其工藝溫度設定巧妙地低于鋼的相變溫度,這意味著在處理過程中,金屬的內部組織結構不會發生改變,從而避免了組織應力的產生。相較于那些會引發組織轉變的常規熱處理工藝,如淬火、高頻感應淬火以及滲碳淬火,QPQ技術所帶來的工件變形要小得多。這一特性使得QPQ技術在處理精密零部件時具有明顯的優勢。在進行QPQ處理時,為了確保處理效果并減小工件的形狀變化,桿軸件或板件必須垂直裝卡,以保證處理的均勻性。預熱階段,應緩慢熱透工件,必要時還可以采用隨爐升溫預熱的方式,以進一步減小熱應力對工件的影響。在氧化工序結束后,為了讓工件能夠更穩定地定型,可將其冷卻到接近室溫后再進行清洗。這一系列精細的操作步驟,都是為了確保QPQ處理后的工件能夠保持原有的形狀精度,滿足高精度零部件的制造要求。QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能。
成都工具研究所在原有QPQ技術基礎上開發了深層QPQ技術,化合物層深度更大,由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。該技術可明顯提高材料的力學性能和抗蝕性。與其他表面處理方法相比,工件具有更高的耐疲勞強度,能夠明顯提高工件的耐磨性能。工件表面硬度得到提升,提高了工件的耐用性和使用壽命,且具有更高的耐腐蝕性。QPQ處理能夠保持尺寸穩定,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。QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數,提高切削效率。環保QPQ生產周期
QPQ表面處理可以增加刀具的表面硬度,提高其抗磨損能力。低溫QPQ鹽浴
在工研所QPQ技術的日常生產中,QPQ鹽的質量對工件表面的化合物層特性,包括深度、硬度以及疏松級別,具有至關重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關鍵指標,其精確控制是QPQ技術質量控制流程中的重要環節。為了準確檢測并調整基鹽中的氰酸根含量,經典的甲醛定氮法被廣泛應用。這一方法需要精心配制甲基紅和亞甲基藍的混合指示劑,以確保在加入酸堿時能夠精確控制反應進程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態氮會被轉化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉化后的氫離子進行滴定。通過記錄滴定過程中消耗的氫氧化鈉量,可以精確地推算出基鹽中氰酸根的濃度。這一檢測與調整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質量,也為工件表面形成高質量化合物層提供了有力保障,從而進一步提升了工件的整體性能和使用壽命。低溫QPQ鹽浴