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表面处理可以使刀具具有更高的切削效率。深层QPQ抗拉强度

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。微变形QPQ设备经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削表面质量。

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。
销轴的主要材质是42CrMo,它是履带式起重机的主要连接部件,由于在各工地专场时经常进行敲击拆装,所以在使用过程中通常会承受较大的动载荷作用,易发生磕碰、磨损、锈蚀。在这种条件下,常规的防锈措施根本无法满足要求,因此对该部位的防腐性能提出了较高的要求。QPQ处理工艺是金属表面改性强化技术之一,在进行普通热处理后,表面硬度为240HV,然而在工研所QPQ处理后的表面硬度约750HV,同时,工研所QPQ处理后的总渗层厚度可达200μm,其中扩散层厚度约100μm,其余为化合物层,表面还存在深度约为3.6μm的Fe3O4氧化膜。QPQ表面处理可以改善刀具的切削表面粗糙度。

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。QPQ表面处理是一种常用于刀具的热处理方法。刀具QPQ无污染
QPQ表面处理可以提高刀具的切削速度,提高生产效率。深层QPQ抗拉强度
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。深层QPQ抗拉强度