表面改性QPQ氮化物层

QPQ表面复合处理技术是一种针对金属表面的处理工艺，能够有效提高材料表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能，并且因工艺、设备简单易行而被广泛应用。利用QPQ盐中的有效组分在合金钢表面发生分解、吸附、扩散，从而改变合金钢表面化学成分及相组成以提高合金钢表面性能。然而，高温长时间的工艺条件易造成工件变形，组织粗化以及对不锈钢耐蚀性的降低。因此，工研所研发出了可在低温进行表面处理的新一代QPQ表面处理技术，化合物渗层由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数。表面改性QPQ氮化物层

QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母缩写，释义为“淬火-抛光-淬火”。抛光是产品进行精细化处理的一种手段，还有喷丸（抛丸）、喷砂、研磨。可根据产品的技术要求（如外光要求、粗糙度要求、盐雾时间要求）选择合适的精细化处理方式。抛光是指利用机械、化学或者电化学的方式使工件表面粗糙度降低，以获得光亮平整的表面，QPQ常见的抛光方式有振动抛光、杆式抛光、布伦抛光以及羊毛刷手动抛光等；喷丸主要通过去除工件表面的疏松层与氧化膜来提供工件的机械性能和防腐性能，经过工研所QPQ处理的42CrMo工件进行抛丸处理，发现工件表面氧化膜去除，化合物层完好，耐蚀性提高；喷砂的破坏力强于喷丸，在使用过程中通常使用80目以上的玻璃砂，喷砂工艺不仅应用于后处理上，对于某些不锈钢产品，为确保产品外观，在QPQ处理前也需要进行喷砂处理以消除表面残余应力；研磨是通过研具与工件在一定压力下的相对运动对工件表面进行精整加工，主要应用于表面粗糙度较高、精密零件采用的工艺，加工精度可达IT5~01，表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm，研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研，目前使用较多的一般是铜棒研磨。机械QPQ磨损量QPQ表面处理技术可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。

TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属，是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中，通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应，扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层，目前性能高、应用范围广的就是碳化钒（VC）覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500，所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度（500-600℃）远低于TD工艺（800-1050℃），且工研所QPQ处理时间短，所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。

在工研所QPQ技术的日常生产中，QPQ盐的质量对工件表面的化合物层特性，包括深度、硬度以及疏松级别，具有至关重要的影响。其中，基盐中的氰酸根浓度是一个关键指标，其精确控制是QPQ技术质量控制流程中的重要环节。为了准确检测并调整基盐中的氰酸根含量，经典的甲醛定氮法被广泛应用。这一方法需要精心配制甲基红和亚甲基蓝的混合指示剂，以确保在加入酸碱时能够精确控制反应进程。随后，通过加入过量的甲醛，溶液中的氨态氮会被转化为氢离子。在酚酞指示剂的作用下，利用氢氧化钠对转化后的氢离子进行滴定。通过记录滴定过程中消耗的氢氧化钠量，可以精确地推算出基盐中氰酸根的浓度。这一检测与调整过程不仅确保了QPQ处理中盐的质量，也为工件表面形成高质量化合物层提供了有力保障，从而进一步提升了工件的整体性能和使用寿命。成都工具研究所有限公司是一家专注于刀具研发和表面处理的公司。

镀铬工艺是一种传统的表面改性技术，不仅能有效提高金属的硬度、防腐性能，还能对损伤的零件进行修补矫正。但是镀铬在操作过程中容易产生剧毒六价铬的酸雾和废水，不仅对环境有害，而且严重危害人体健康。尽管采用三价铬电镀液可以取代六价铬溶液，然而三价铬电镀工艺仍然存在镀层薄、质量差、镀液成分复杂、稳定性差等缺点。工研所的QPQ表面复合处理技术与镀铬相比，QPQ 具有更出色的耐磨性和耐腐蚀性，而且没有氢脆的风险。与传统的氮化工艺相比，QPQ 可提供更深的扩散层并提高耐腐蚀性。同样应用于表面强化的QPQ盐浴复合处理技术，在金属表面可形成具有耐磨防腐的渗层，该工艺绿色环保，盐溶液采用无毒的氰酸盐作为渗剂，有效地解决了污染问题，实现了工艺过程无毒废水零排放。如今工研所QPQ技术具有高硬度、高耐磨性、微变形、抗疲劳等优点，已具备了代替镀铬技术的成熟条件。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面处理技术，使刀具具有更好的切削稳定性。表面处理QPQ技术

QPQ表面处理可以提高刀具的抗振性能，减少切削震动。表面改性QPQ氮化物层

45钢为碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理。45钢本身的硬度大概在197HV左右，工研所常规QPQ处理后硬度值为650HV，深层QPQ处理后的硬度值可达1000HV，45钢本身易生锈，常规QPQ处理后的平均生锈时间是85.3h，深层QPQ处理后的生锈时间延长至151.3h。所以45钢经过工研所QPQ技术处理后，特别是深层QPQ处理后，试样可以获得较高的表面硬度和良好的表面渗氮组织，同时试样具有良好的耐磨性，在较低载荷的试验条件下，随着载荷的增加试样的摩擦系数可以保持一定的稳定性。表面改性QPQ氮化物层