软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术,硬氮化工艺又称为渗氮,应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件,强调渗层深度的工件,方法上分为气体渗氮和离子渗氮,渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间随着深度的不同而不同,一般为15~70h,甚至更长;软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗,工研所QPQ是作为典型的软氮化,在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺,渗氮为主,渗入少量的碳,碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到改善,氮碳共渗适合范围很广,几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。QPQ表面处理可以提高刀具的切削效率,降低加工成本。盐浴液体氮化QPQ淬火

在QPQ的生产过程中,会有一定的废水、废气、废渣产生,我们需要采取相应的措施,使其符合排放标准。工研所QPQ生产过程中产生的废水主要是来自工件从氧化炉出来后清洗工件时所产生的,虽然从氮化炉中带出的少量氰根在氧化炉中完全被分解,但是氧化盐呈碱性不能直接排放,需要使用硫酸氢钠或硫酸等酸性物质将其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生产过程中的废气主要来源于调整盐的添加和工件氧化时发生化学反应产生的氨气和粉尘,QPQ在熔炼基盐和添加调整盐时会产生氨气,刺激嗅觉,废气排放必须采用排气筒(烟囱)排放,废气治理的主要工艺流程主要是:布袋除尘→喷淋式吸收塔吸收氨气→15mL排气筒排放;工研所QPQ生产过程中的废渣主要来源于氮化盐和氧化盐,为了保证盐浴的清洁度,通常将沉渣器放入氮化炉中,待取出冷却后沉积在沉渣器底部的黑色颗粒是无毒的铁渣,只有少量白色物为残留的氮化盐,残留的氮化盐中含有低浓度的氰根,不能随意丢弃,可放入氧化盐浴中进行中和处理,氧化盐的渣主要来源于工件带入的氮化盐和氧化盐反应的产物以及工件表面疏松层脱落的铁离子形成的铁渣,可以视同热处理盐浴炉炉渣一样处理。高精度QPQ加工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。

产品经工研所QPQ处理后,在表面会形成一层氮化层,为保证产品质量合格,会对同材质同状态的样块或产品进行渗层深度、致密度以及渗氮层氮化物级别判定的金相检测,通常有金相法和显微硬度法来确定扩散层的深度,金相法相较于硬度法简单便捷,对于铸铁件、碳钢件、合金钢铁件等材料使用硒酸腐蚀,对于不锈钢,模具钢等材料使用硝酸酒精腐蚀剂腐蚀。在显微镜下观察,从表面计算到针状氮化物终了处或与心部有明显差别处作为总渗层深度,除去化合物深度即为扩散层深度。
在金属成型领域,压铸模、挤压模、锻模以及拉伸模等模具扮演着至关重要的角色。这些模具不仅要求具备很高的强度,以抵抗成型过程中的巨大压力,还要求具有良好的抗变形能力和抗磨损能力,确保成型件的精度和质量。为了达到这些要求,模具在生产过程中必须经历严格的热处理,以增强其整体强度。然而,为了进一步延长模具的使用寿命,热处理之后还需进行QPQ处理。工研所的QPQ处理技术通过特定的化学反应,在模具表面形成一层厚度超过10微米的化合物层。这层化合物层主要由氮化物、碳化物等硬质物质构成,极大地提高了模具表面的耐磨性,减少了因摩擦而产生的磨损。同时,化合物层以下的扩散层通过元素扩散增强了材料的微观结构,从而提高了模具的疲劳强度。得益于QPQ处理带来的这些明显优势,模具的使用寿命通常可以延长2倍以上。这不仅降低了生产成本,还提高了生产效率和产品质量,为金属成型行业带来了明显的效益。QPQ表面处理可以提高刀具的切削速度,提高生产效率。

工研所的QPQ表面复合处理技术,曾荣获国家科技进步奖二等奖,以其高耐磨、高耐蚀、微变形的高性能,在金属表面处理领域独树一帜。作为金属表面强化改性技术的佼佼者,QPQ技术不仅能在材料表面形成一层坚韧的保护层,实现热处理和表面防腐的双重功效,还能较之常规方法更为明显地提升材料的耐磨性和耐蚀性,为金属制品的性能升级提供了强有力的技术支持。这项技术在国际上已得到广泛应用,众多企业如美国通用电气、德国大众以及日本的本田、丰田等大公司,均已采纳QPQ技术来强化其产品的表面性能。这一技术的普及和应用,不仅彰显了其在提升产品质量、延长使用寿命方面的优势,也进一步验证了工研所在金属表面处理领域的深厚技术积累和创新能力。QPQ表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能。摩托车QPQ替代离子渗氮
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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。盐浴液体氮化QPQ淬火