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,使刀具具有更好的切削质量。低温QPQ处理技术
在汽车发动机中,活塞杆是连接活塞和曲轴的关键部位,它承受着活塞往复运动时的巨大力量,并将这些力量转化为旋转动力,驱动汽车前进,因此,它要求有较高的耐磨性和良好的耐蚀性。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐蚀性和耐磨性,但是镀铬的六价铬离子严重污染环境,因此采用环保的工研所QPQ工艺方法,其耐磨性比镀硬铬高2倍,耐蚀性比镀硬铬高20倍,同时通过盐雾试验发现工研所QPQ处理后的活塞杆具有良好的耐蚀性,因此可以用工研所QPQ技术代替镀硬铬。微变形QPQQPQ表面处理可以减少刀具的切削力。
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。
工研所QPQ处理以后一般情况下工件表面粗糙度都稍有变化,即变得稍粗糙一些,但这种变化对绝大多数机械零件或机械产品来说是比较小的,既不影响使用,也不影响美观,因此一般零件都把QPQ处理技术作为结束的一道工序,即以后不再作任何加工或处理。一般来说零件的原始表面粗糙度值越大,则QPQ处理后表面粗糙度变化越小,反之,零件的原始表面粗糙度值越小,这种影响越大。当工件表面粗糙度大到一定值以后,处理后工件表面粗糙度变化越小,当零件表面粗糙度值达到15μm时,则几乎对表面粗糙度没有影响。QPQ表面处理可以提高刀具的抗粘附性能。
气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃,在该温度下氮化层硬度值高,氮化时间通常为2-3h,随着时间延长,氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺,虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好,但是它的生产周期太长,且必须采用特殊的渗氮钢,表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短,适用钢种广,且表面生成韧性较高的Fe2~3N相,同时由于工件几乎不变形,处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮,采用工研所QPQ技术以后,耐蚀性会有很大提高。QPQ表面处理可以有效地提高刀具的抗腐蚀性能。机械QPQ替代渗碳
QPQ表面处理可以改善刀具的表面硬度分布。低温QPQ处理技术
工研所于上世纪80年代打破国际垄断,成功自主研发QPQ技术。其中的技术关键是自主开发了成分独特的氮化盐浴的配方,其中添加了一种特殊的氧化剂,使盐浴中的有害氰酸根含量保持在质量分数为0.2%以下,为德国的的10%,达到了国际先进水平。同时盐浴中的有效成分氰酸根含量长期保持稳定。同时还开发了能够彻底分解氰酸根的氧化盐浴配方,因此完成了环保的QPQ技术开发的全过程。同时,工研所能为客户提供详细技术资料,成套工艺方案,设备图纸,成套专业设备(根据客户实际需求设计咨询),长期供应生产用盐,技术咨询,现场咨询服务,帮助客户达到稳定投产,并实行终身技术服务。低温QPQ处理技术