在金屬成型領域,壓鑄模、擠壓模、鍛模以及拉伸模等模具扮演著至關重要的角色。這些模具不僅要求具備很高的強度,以抵抗成型過程中的巨大壓力,還要求具有良好的抗變形能力和抗磨損能力,確保成型件的精度和質量。為了達到這些要求,模具在生產過程中必須經歷嚴格的熱處理,以增強其整體強度。然而,為了進一步延長模具的使用壽命,熱處理之后還需進行QPQ處理。工研所的QPQ處理技術通過特定的化學反應,在模具表面形成一層厚度超過10微米的化合物層。這層化合物層主要由氮化物、碳化物等硬質物質構成,極大地提高了模具表面的耐磨性,減少了因摩擦而產生的磨損。同時,化合物層以下的擴散層通過元素擴散增強了材料的微觀結構,從而提高了模具的疲勞強度。得益于QPQ處理帶來的這些明顯優(yōu)勢,模具的使用壽命通常可以延長2倍以上。這不僅降低了生產成本,還提高了生產效率和產品質量,為金屬成型行業(yè)帶來了明顯的效益。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術可以使刀具具備更好的切削性能。機械QPQ替代鍍硬鉻
海洋油氣田的開發(fā)開采環(huán)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(yōu)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(yōu)勢,電鍍鎢合金技術在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)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(yōu)勢,同時,還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。氮化鹽浴QPQ替代滲碳經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削效果和壽命。
QPQ技術是一種可以同時大幅度提高金屬耐磨性和耐蝕性的表面改性技術在國外被認為是冶金學領域內具有巨大意義的新技術,曾經該技術的配方由德國迪高沙公司壟斷。20世紀80年代,成都工具研究所經過長期的試驗研究自主開發(fā)了QPQ技術的鹽浴配方,不僅打破了該公司的壟斷,而且在環(huán)保方面達到國際先進水平,大量替代了國外引進技術,創(chuàng)造了良好的經濟效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進步二等獎,四川省科技進步一等獎,是“九五”期間國家重點推廣的科技項目。
成都工具研究所在原有QPQ技術基礎上開發(fā)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(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。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質量。
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(yōu)于TD工藝。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的抗腐蝕性能。高精度QPQ力學性能
QPQ表面處理是一種常用于刀具的熱處理方法。機械QPQ替代鍍硬鉻
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(fā)展。現(xiàn)在把兩種技術結合起來統(tǒng)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(fā)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。機械QPQ替代鍍硬鉻