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。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。航空航天QPQ力学性能
离子渗氮是传统渗氮手段之一,在表面处理行业应用广,离子渗氮后产品外观呈灰色,虽然可以通过在渗氮过程中通入适量的氧气来提高表面的氧含量来提高工件的耐蚀性,但是远达不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蚀性效果。离子渗氮温度更低,对于变形要求高、回火温度低,而工研所QPQ氧化处理的外观呈均匀一致的黑色,相较于离子渗氮外观及耐腐性更有优势,将两种渗氮工艺相结合,既可以保证离子渗氮形成的物相结构不发生变化,又可以在表面形成新的氧化膜从而提高工件的耐蚀性,同时也可适用于更多的生产场景,应用在更多的领域。微变形QPQ替代磷化QPQ表面处理可以提高刀具的抗磨损性能。
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技术是一种可以同时大幅度提高金属耐磨性和耐蚀性的表面改性技术在国外被认为是冶金学领域内具有巨大意义的新技术,曾经该技术的配方由德国迪高沙公司垄断。20世纪80年代,成都工具研究所经过长期的试验研究自主开发了QPQ技术的盐浴配方,不仅打破了该公司的垄断,而且在环保方面达到国际先进水平,大量替代了国外引进技术,创造了良好的经济效益和社会效益,曾先后荣获国家科技进步二等奖,四川省科技进步一等奖,是“九五”期间国家重点推广的科技项目。QPQ表面处理是一种常用于刀具的热处理方法。
成都工研所的QPQ技术是金属表面处理领域内的高新技术。从专业技术上来讲,这种技术实际上是低温盐浴渗氮加盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗加盐浴氧化,是一种盐浴复合处理技术。该技术是在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件,实现了渗氮工序和氧化工序的复合,渗层组织上是氮化物和氧化物的复合,性能上是耐磨性和抗蚀性的复合,工艺上是热处理技术和防腐技术的复合。QPQ技术处理后的工件,其耐磨性和抗蚀性比常规处理和表面防腐技术有明显提高,同时工件几乎不变形,还具有节能等优点。成都工研所的QPQ技术打破了德国对该技术的国际垄断,并先后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。该技术已广泛应用于汽车、模具等多个领域,取得了明显的经济效益和社会效益。QPQ表面处理可以提高刀具的抗振性能,减少切削震动。高耐磨QPQ金相
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。航空航天QPQ力学性能
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。航空航天QPQ力学性能