海洋油气田的开发开采环境和工况极其恶劣,因此要求井下工具具有很高的强度和高耐磨、优良自润滑性、耐腐蚀和耐冲蚀等综合性能,气相沉积、电镀钨合金、QPQ盐浴复合处理等技术都可以提高表面硬度,但是又有各自的适应特性,气相沉积技术在提高工具耐磨和耐冲击性能具有明显的优势,电镀钨合金技术在提高工件的耐蚀性能上占明显优势,而工研所QPQ盐浴复合处理技术不仅在耐磨和耐冲蚀性具有优势,同时,还适合解决不锈钢螺纹黏扣和金属密封等问题。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面处理技术,使刀具具有更长的使用寿命。第二代QPQ替代发黑
发黑处理的原理是使金属表面产生一层黑色的氧化膜,以隔绝空气达到防锈的目的,但是根据零件的不同,有时不会变为黑色,如Q235钢在550℃高温下氧化形成的氧化膜呈蓝色,在130-150℃高温下形成的氧化膜呈黑色。该工艺形成的氧化膜层厚度约0.5-1.5μm,且无硬度提升。发黑处理后的金属零件表面的防锈油一旦挥发殆尽,则会变得易于生锈。而经工研所QPQ处理后的金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,这种氮化层具有极高的硬度和耐磨性,能够有效提高金属制品的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。低温QPQ磨损量QPQ表面处理可以提高刀具的抗氧化性能。
磷化处理时通过在金属表面形成一层磷化物膜来防止金属与外界环境中的氧气、水和其它化学物质接触,从而提高金属的耐腐蚀性能。然而磷化处理过程可能会产生一些有害物质,例如废水和废气中的重金属离子和硝酸盐,这对环境造成一定的污染。工研所QPQ技术是一种热处理表面改性技术,在工艺上是热处理技术和防腐技术的复合,在渗层组织上是氮化物层和氧化物层的复合,在渗层性能上是耐磨性和防腐性的复合。经过硫酸铜溶液腐蚀、露天放置以及盐雾试验进行耐蚀性能的比较,发现经过工研所QPQ处理的工件耐蚀性更优,同时工研所QPQ技术在生产过程中产生的废气、废水、废渣经处理后均满足国家标准。
通常,我们采用中性盐雾试验来评估零件的防腐蚀性能,这一测试方法能够模拟零件在潮湿、含盐环境中的耐腐蚀表现。在标准盐雾实验环境中,氯化钠作为主要的盐类成分,扮演着至关重要的角色。氯化钠是一种强电解质,具有极强的吸湿性,一旦与水接触,便会迅速且完全地电离为氯离子和钠离子。盐雾对金属材料表面的腐蚀过程,实质上是氯离子发挥其强烈的穿透能力所致。由于氯离子的半径相对较小,它能够轻易地穿透金属表面的氧化层或保护层,进而与内部的金属基体发生电化学反应。这一反应会逐步侵蚀金属,导致金属材料表面的破坏。中性盐雾试验正是通过模拟这种环境,来检测零件在长时间暴露于盐雾中的耐腐蚀性能,从而确保零件在实际使用中的耐久性和可靠性。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。
工研所的QPQ表面复合处理技术的关键是环保的盐浴配方, 曾由德国公司垄断,当时还属于机械部成都工具研究所的研究员们经过十多年的不懈努力,自主开发了这项新技术,并已在中国大面积推广,取得了很好的社会效益,使中国在金属盐浴表面强化改性技术领域达到了国际先进水平。他们从事的研究工作当年为“九五”国家重点推广项目,在替代国外引进技术,提高产品的耐磨性和耐蚀性,解决产品变形难题,以及消除环境污染等方面,具有广泛的应用前景,已经成为中国发展汽车摩托车等产业不可缺少的新技术。QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度。盐浴液体氮化QPQ设备
QPQ表面处理可以使刀具具有更高的切削精度。第二代QPQ替代发黑
成都工研所的QPQ技术是金属表面处理领域内的高新技术。从专业技术上来讲,这种技术实际上是低温盐浴渗氮加盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗加盐浴氧化,是一种盐浴复合处理技术。该技术是在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件,实现了渗氮工序和氧化工序的复合,渗层组织上是氮化物和氧化物的复合,性能上是耐磨性和抗蚀性的复合,工艺上是热处理技术和防腐技术的复合。QPQ技术处理后的工件,其耐磨性和抗蚀性比常规处理和表面防腐技术有明显提高,同时工件几乎不变形,还具有节能等优点。成都工研所的QPQ技术打破了德国对该技术的国际垄断,并先后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。该技术已广泛应用于汽车、模具等多个领域,取得了明显的经济效益和社会效益。第二代QPQ替代发黑