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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗粘附性能。氮化QPQ回火
TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属,是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应,扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层,目前性能高、应用范围广的就是碳化钒(VC)覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500,所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度(500-600℃)远低于TD工艺(800-1050℃),且工研所QPQ处理时间短,所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。机床QPQPIPQPQ表面处理技术可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。
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。
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。
工研所的QPQ处理技术,是一种创新的金属盐浴表面强化改性技术。它通过将金属置于两种具有不同性质的低温熔融盐浴中进行复合处理,促使多种有益元素同时渗入金属表面,形成独特的复合渗层。这一渗层由致密的氧化膜、牢固的化合物层以及深入的扩散层共同构成,实现了对金属表面的整体强化改性。尤为值得一提的是,QPQ技术的全工艺过程绿色环保,无任何有害物质排放,完全符合现代工业的绿色生产要求。与传统的单一热处理技术和表面防护技术相比,QPQ技术能够同时、大幅度地提升金属表面的耐磨性和耐蚀性,从而明显延长金属制品的使用寿命,提高其综合性能。这一独特的技术优势,使得QPQ技术在金属表面处理领域展现出了广阔的应用前景。QPQ表面处理可以提高刀具的抗氧化性能。防腐QPQ替代渗碳
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。氮化QPQ回火
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。氮化QPQ回火