磷化處理時通過在金屬表面形成一層磷化物膜來防止金屬與外界環境中的氧氣、水和其它化學物質接觸,從而提高金屬的耐腐蝕性能。然而磷化處理過程可能會產生一些有害物質,例如廢水和廢氣中的重金屬離子和硝酸鹽,這對環境造成一定的污染。工研所QPQ技術是一種熱處理表面改性技術,在工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合,在滲層組織上是氮化物層和氧化物層的復合,在滲層性能上是耐磨性和防腐性的復合。經過硫酸銅溶液腐蝕、露天放置以及鹽霧試驗進行耐蝕性能的比較,發現經過工研所QPQ處理的工件耐蝕性更優,同時工研所QPQ技術在生產過程中產生的廢氣、廢水、廢渣經處理后均滿足國家標準。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以延長刀具的使用壽命。鋁合金QPQ金屬鹽浴
H13作為應用較為廣且具有代表性的熱作模具鋼,在高溫下因擁有較高的熱硬性、沖擊韌性、耐磨性以及切削加工性,所以通常應用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過程中表面會受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術來提高H13模具鋼的性能,延長使用壽命具有重要的意義。經過工研所QPQ處理后,表面硬度增加,由基體的490HV增加到1100HV,且磨損失重量不到基體的十分之一,造成該現象的原因是經過QPQ工藝處理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系數Fe3O4形成于H13模具鋼表面,使其表現出良好的抗磨損性能。低溫QPQPIP成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術,使刀具具有更長的使用壽命。
氣體滲氮是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體氮化的常用溫度為560-570℃,在該溫度下氮化層硬度值高,氮化時間通常為2-3h,隨著時間延長,氮化層深度增加緩慢。相較于QPQ處理工藝,雖然氣體滲氮在耐磨性方面表現良好,但是它的生產周期太長,且必須采用特殊的滲氮鋼,表面生成的Fe2N相脆性較大。工研所QPQ技術成產周期短,適用鋼種廣,且表面生成韌性較高的Fe2~3N相,同時由于工件幾乎不變形,處理后不必進行磨加工。特別是原來以抗蝕為目的的氣體滲氮,采用工研所QPQ技術以后,耐蝕性會有很大提高。
工研所低溫QPQ處理技術在航空航天、新能源等高精尖領域應用廣,該技術在可以提升硬度的同時幾乎不破壞其耐腐蝕性以及極小的變形,對于密封圈、墊圈等變形尺寸要求高的零件,該工藝是較好的選擇。常規QPQ氮化工藝處理溫度通常在500℃以上,這樣會造成一些回火或調質溫度低的碳鋼或合金鋼的心部硬度降低,從而影響其零件的整體性能,如抗拉強度等。奧氏體不銹鋼由于含碳量很低,無法通過相變進行強化,常規的QPQ技術雖然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于溫度過高,導致CrN的大量析出,嚴重損害了不銹鋼的耐蝕性能。當采用較低的溫度來處理時,可以在奧氏體不銹鋼表面生成“S”相,在不降低耐蝕性能的同時大幅度提高其耐磨性能。有些高速鋼、模具鋼等零件采用現有QPQ處理后會出現化合物層崩缺的現象,因此不敢長時間進行氮化處理,但當處理溫度降低以后,隨著氮原子的活性降低,化合物形成需要的時間更長,可以進行更長的氮化處理以提高擴散層的深度。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。
成都工研所的QPQ技術是金屬表面處理領域內的高新技術。從專業技術上來講,這種技術實際上是低溫鹽浴滲氮加鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲加鹽浴氧化,是一種鹽浴復合處理技術。該技術是在氮化鹽浴和氧化鹽浴兩種鹽浴中處理工件,實現了滲氮工序和氧化工序的復合,滲層組織上是氮化物和氧化物的復合,性能上是耐磨性和抗蝕性的復合,工藝上是熱處理技術和防腐技術的復合。QPQ技術處理后的工件,其耐磨性和抗蝕性比常規處理和表面防腐技術有明顯提高,同時工件幾乎不變形,還具有節能等優點。成都工研所的QPQ技術打破了德國對該技術的國際壟斷,并先后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。該技術已廣泛應用于汽車、模具等多個領域,取得了明顯的經濟效益和社會效益。QPQ表面處理技術可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。刀具QPQ替代鍍硬鉻
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。鋁合金QPQ金屬鹽浴
齒輪在各類機械設備中的使用過程中,常常面臨著重載荷、高磨損以及高疲勞的嚴苛服役特性。這些特性要求齒輪材料必須具備良好的高韌性、高耐磨性和高疲勞強度,以確保其長期穩定運行。經過工研所QPQ表面符合處理技術的處理后,齒輪樣件的表面會形成一層由氮化物、碳化物及氧化物組成的混合強化層。這一強化層不僅明顯提升了零構件的表面硬度、耐磨性和耐蝕性,而且能夠保留芯部原有的良好韌性。更為可貴的是,經過QPQ處理的工件幾乎不會發生變形,從而確保了齒輪在復雜工況下的高精度和可靠性。鋁合金QPQ金屬鹽浴