工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广,该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形,对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件,该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上,这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低,从而影响其零件的整体性能,如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低,无法通过相变进行强化,常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于温度过高,导致CrN的大量析出,严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时,可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相,在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象,因此不敢长时间进行氮化处理,但当处理温度降低以后,随着氮原子的活性降低,化合物形成需要的时间更长,可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削表面质量。石油QPQ替代高频淬火

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。高精度QPQ替代软氮化QPQ表面处理可以减少刀具的摩擦系数,提高切削效率。

气门的作用是是专门负责向汽车发动机内输入空气并派出燃烧后的废气,气门是在高温状态下工作的零件,因此气门除了选用热强钢材料外,还要注意气门的接触面是一个危险区域,该区域要求耐热蚀、热疲劳、耐磨损,因此必须进行表面强化。较早的表面强化技术是采用镀硬铬,现在气门材料常用4Cr9Si2钢、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比较试验表明,40Cr钢气门和5Cr21Mn9Ni4N钢排气门经工研所QPQ处理后,其耐磨性比镀硬铬高2倍,并成功地解决了六价铬的公害问题。
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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗振性能,减少切削震动。

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表面处理可以显著提高刀具的切削性能和加工效率。石油QPQ替代高频淬火
QPQ表面处理可以提高刀具的耐热性能,使其适用于高温切削加工。石油QPQ替代高频淬火
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。石油QPQ替代高频淬火