TD金屬表面超硬改性技術俗稱滲金屬,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中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產生化學反應,擴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、應用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達2600-3600遠高于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技術優于TD工藝。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。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
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。模具QPQ替代發黑QPQ表面處理可以提高刀具的抗沖擊性能。
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。
產品經工研所QPQ處理后,在表面會形成一層氮化層,為保證產品質量合格,會對同材質同狀態的樣塊或產品進行滲層深度、致密度以及滲氮層氮化物級別判定的金相檢測,通常有金相法和顯微硬度法來確定擴散層的深度,金相法相較于硬度法簡單便捷,對于鑄鐵件、碳鋼件、合金鋼鐵件等材料使用硒酸腐蝕,對于不銹鋼,模具鋼等材料使用硝酸酒精腐蝕劑腐蝕。在顯微鏡下觀察,從表面計算到針狀氮化物終了處或與心部有明顯差別處作為總滲層深度,除去化合物深度即為擴散層深度。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質量。
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。QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。氮化QPQ氮碳共滲
QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨損性能。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫,釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產品進行精細化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨。可根據產品的技術要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時間要求)選擇合適的精細化處理方式。拋光是指利用機械、化學或者電化學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械性能和防腐性能,經過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,發現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,噴砂工藝不僅應用于后處理上,對于某些不銹鋼產品,為確保產品外觀,在QPQ處理前也需要進行噴砂處理以消除表面殘余應力;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行精整加工,主要應用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達IT5~01,表面粗糙度可達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。齒輪QPQ替代鍍硬鉻