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抗氧化性能。高温QPQ白亮层

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。高温QPQ白亮层QPQ表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能。

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。
工研所的QPQ技术是通过在高温(400~650℃)下对工件进行氮化和氧化处理,使金属表面形成一层高硬度的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,不锈钢、模具钢可形成100μm左右的扩散层。该技术在相变温度以下处理具有微变形的特性,独有的氧化工序可以分解氮化盐,使其达到国家排放标准,具有环保环保的特性。工研所的QPQ表面复合处理技术应用行业非常广,例如在汽车、摩托车、机车、纺织机械、工程机械、石油机械、化工机械、机床、仪器仪表、照相机、齿轮、模具、工具各行各业均有应用。QPQ表面处理可以提高刀具的热稳定性,减少热变形的可能性。

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。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性和切削精度。高耐蚀QPQ盐浴
通过QPQ表面处理,刀具的表面可以形成一层致密的氮化物层。高温QPQ白亮层
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。高温QPQ白亮层