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。QPQ表面處理可以提高刀具的熱穩定性,減少熱變形的可能性。表面硬化QPQPIP
海洋油氣田的開發開采環境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強度和高耐磨、優良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復合處理等技術都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應特性,氣相沉積技術在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優勢,電鍍鎢合金技術在提高工件的耐蝕性能上占明顯優勢,而工研所QPQ鹽浴復合處理技術不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優勢,同時,還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。新能源QPQ替代鍍硬鉻QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。
工研所QPQ處理以后一般情況下工件表面粗糙度都稍有變化,即變得稍粗糙一些,但這種變化對絕大多數機械零件或機械產品來說是比較小的,既不影響使用,也不影響美觀,因此一般零件都把QPQ處理技術作為結束的一道工序,即以后不再作任何加工或處理。一般來說零件的原始表面粗糙度值越大,則QPQ處理后表面粗糙度變化越小,反之,零件的原始表面粗糙度值越小,這種影響越大。當工件表面粗糙度大到一定值以后,處理后工件表面粗糙度變化越小,當零件表面粗糙度值達到15μm時,則幾乎對表面粗糙度沒有影響。
工研所的《QPQ鹽浴復合處理技術及其成套設備》榮獲國家科技進步二等獎、四川省科技進步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術的原理與應用》行業專著一部,參與編寫制定QPQ行業標準。團隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術的開發研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發》、《超深層QPQ技術的研發》等,先后開發出第二代QPQ處理技術、超深層QPQ處理技術,低溫QPQ處理技術并實現推廣應用。QPQ表面處理技術可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。
軟氮化和硬氮化是兩種不同的表面處理技術,硬氮化工藝又稱為滲氮,應用于載荷大、接觸疲勞相對要求高的工件,強調滲層深度的工件,方法上分為氣體滲氮和離子滲氮,滲氮處理的溫度通常在480~540℃范圍(既要保持工件的心部的調質硬度又要使滲氮層的硬度達到要求值),處理的時間隨著深度的不同而不同,一般為15~70h,甚至更長;軟氮化工藝又稱氮碳共滲或鐵素體氮碳共滲,工研所QPQ是作為典型的軟氮化,在500~580℃下對鋼件表面同時滲入氮、碳原子的化學表面熱處理工藝,滲氮為主,滲入少量的碳,碳的加入使表面化合物層(白亮層)的形成和性能得到改善,氮碳共滲適合范圍很廣,幾乎適用于所有常用的鋼種和鑄鐵。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。QPQ鹽霧
QPQ表面處理可以提高刀具的抗氧化性能。表面硬化QPQPIP
經由工研所的QPQ表面復合處理技術處理后的產品形成的氮化層具有優異的硬度和耐磨性,能有效延長零部件的使用壽命,表面形成致密的氮化層,提供了優異的抗腐蝕性能,適用于惡劣環境下的使用。QPQ處理不僅提高了表面硬度,還有助于改善材料的疲勞強度和耐久性、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。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,節約了維護和更換成本。QPQ處理過程中不涉及有毒化學物質,減少了對環境的影響,符合環保要求。適用于多種金屬材料,如鋼鐵、鋁合金等,可廣泛應用于汽車、機械制造等領域。表面硬化QPQPIP