硬度检测是QPQ渗层的重要指标之一,对于一定的基体材料,渗层的硬度由化合物层深度和致密度来确定,只要化合物层达到一定的深度,并有良好的致密度,则渗层硬度就会存在合理的范围内,化合物层是由于氮和碳元素的不断渗入钢的表面形成Fe3N或Fe2~3N,铁的晶格也由立方晶格转变成密排六方晶格,因而引起金属表面硬度的提高,经工研所QPQ处理后,45#的表面硬度可达HV600,不锈钢材质的表面硬度可达HV1000以上,合金钢材质可达HV800以上。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以增加刀具的使用寿命,降低维护成本。深层QPQ抛光
成都工具研究所在原有QPQ技术基础上开发了深层QPQ技术,化合物层深度更大,由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。该技术可明显提高材料的力学性能和抗蚀性。与其他表面处理方法相比,工件具有更高的耐疲劳强度,能够明显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寿命,且具有更高的耐腐蚀性。QPQ处理能够保持尺寸稳定,与其他表面处理方法相比,QPQ处理对零部件尺寸变化的影响较小,有利于保持高精度要求。表面硬化QPQ设备QPQ表面处理可以改善刀具的表面质量,提高加工精度。
气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃,在该温度下氮化层硬度值高,氮化时间通常为2-3h,随着时间延长,氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺,虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好,但是它的生产周期太长,且必须采用特殊的渗氮钢,表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短,适用钢种广,且表面生成韧性较高的Fe2~3N相,同时由于工件几乎不变形,处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮,采用工研所QPQ技术以后,耐蚀性会有很大提高。
离子渗氮是传统渗氮手段之一,在表面处理行业应用广,离子渗氮后产品外观呈灰色,虽然可以通过在渗氮过程中通入适量的氧气来提高表面的氧含量来提高工件的耐蚀性,但是远达不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蚀性效果。离子渗氮温度更低,对于变形要求高、回火温度低,而工研所QPQ氧化处理的外观呈均匀一致的黑色,相较于离子渗氮外观及耐腐性更有优势,将两种渗氮工艺相结合,既可以保证离子渗氮形成的物相结构不发生变化,又可以在表面形成新的氧化膜从而提高工件的耐蚀性,同时也可适用于更多的生产场景,应用在更多的领域。QPQ表面处理可以减少刀具的切削力。
工研所的《QPQ盐浴复合处理技术及其成套设备》荣获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖,同时是国家重点推广新项目,编著《QPQ技术的原理与应用》行业专著一部,参与编写制定QPQ行业标准。团队通过承接国家、省部级科研项目如《石油管用深层QPQ防腐技术的开发研究》、《深层QPQ盐浴奥氏体氮碳共渗与氧化工艺的研究与开发》、《超深层QPQ技术的研发》等,先后开发出第二代QPQ处理技术、超深层QPQ处理技术,低温QPQ处理技术并实现推广应用。QPQ表面处理可以提高刀具的热稳定性,减少热变形的可能性。石油QPQ技术
QPQ表面处理可以提高刀具的抗氧化性能。深层QPQ抛光
工研所的QPQ表面复合处理技术是一种针对金属表面的处理工艺,处理后的产品具有高硬度、高抗蚀、高耐磨、微变形、无污染等优良特性,可替代发黑、磷化、镀铬、气体渗氮、离子渗氮、渗碳等常规工艺。这是一种环保的工艺,因为它不使用有毒化学品,也不产生有害废物。该工艺还可以优化能效,减少对环境的总体影响。QPQ技术相比传统的热处理方法更加节能高效,并且QPQ技术在处理过程中实现了节能减排,对废气、废水、废渣进行中和处理再排放,使处理过程更加环保。深层QPQ抛光