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。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以提高刀具的加工精度。曲轴QPQ替代渗碳
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。高耐蚀QPQ金属盐浴经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性和切削精度。
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。
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。QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度。
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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能,延长刀具的使用寿命。表面防护QPQ疲劳强度
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削表面质量。曲轴QPQ替代渗碳
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。曲轴QPQ替代渗碳