在金屬成型領域,壓鑄模、擠壓模、鍛模以及拉伸模等模具扮演著至關重要的角色。這些模具不僅要求具備很高的強度,以抵抗成型過程中的巨大壓力,還要求具有良好的抗變形能力和抗磨損能力,確保成型件的精度和質量。為了達到這些要求,模具在生產過程中必須經歷嚴格的熱處理,以增強其整體強度。然而,為了進一步延長模具的使用壽命,熱處理之后還需進行QPQ處理。工研所的QPQ處理技術通過特定的化學反應,在模具表面形成一層厚度超過10微米的化合物層。這層化合物層主要由氮化物、碳化物等硬質物質構成,極大地提高了模具表面的耐磨性,減少了因摩擦而產生的磨損。同時,化合物層以下的擴散層通過元素擴散增強了材料的微觀結構,從而提高了模具的疲勞強度。得益于QPQ處理帶來的這些明顯優勢,模具的使用壽命通常可以延長2倍以上。這不僅降低了生產成本,還提高了生產效率和產品質量,為金屬成型行業帶來了明顯的效益。QPQ表面處理可以提高刀具的抗氧化性能。石油QPQ熱處理
45鋼為碳素結構用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、梢子、導柱等,但須熱處理。45鋼本身的硬度大概在197HV左右,工研所常規QPQ處理后硬度值為650HV,深層QPQ處理后的硬度值可達1000HV,45鋼本身易生銹,常規QPQ處理后的平均生銹時間是85.3h,深層QPQ處理后的生銹時間延長至151.3h。所以45鋼經過工研所QPQ技術處理后,特別是深層QPQ處理后,試樣可以獲得較高的表面硬度和良好的表面滲氮組織,同時試樣具有良好的耐磨性,在較低載荷的試驗條件下,隨著載荷的增加試樣的摩擦系數可以保持一定的穩定性。新能源QPQ替代鍍鉻QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。
工研所的《QPQ鹽浴復合處理技術及其成套設備》榮獲國家科技進步二等獎、四川省科技進步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術的原理與應用》行業專著一部,參與編寫制定QPQ行業標準。團隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術的開發研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發》、《超深層QPQ技術的研發》等,先后開發出第二代QPQ處理技術、超深層QPQ處理技術,低溫QPQ處理技術并實現推廣應用。
在工研所QPQ技術的日常生產中,QPQ鹽的質量對工件表面的化合物層特性,包括深度、硬度以及疏松級別,具有至關重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關鍵指標,其精確控制是QPQ技術質量控制流程中的重要環節。為了準確檢測并調整基鹽中的氰酸根含量,經典的甲醛定氮法被廣泛應用。這一方法需要精心配制甲基紅和亞甲基藍的混合指示劑,以確保在加入酸堿時能夠精確控制反應進程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態氮會被轉化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉化后的氫離子進行滴定。通過記錄滴定過程中消耗的氫氧化鈉量,可以精確地推算出基鹽中氰酸根的濃度。這一檢測與調整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質量,也為工件表面形成高質量化合物層提供了有力保障,從而進一步提升了工件的整體性能和使用壽命。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術,使刀具具有更好的切削穩定性。
海洋油氣田的開發開采環境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強度和高耐磨、優良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復合處理等技術都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應特性,氣相沉積技術在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優勢,電鍍鎢合金技術在提高工件的耐蝕性能上占明顯優勢,而工研所QPQ鹽浴復合處理技術不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優勢,同時,還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的抗腐蝕性能。金屬表面QPQ產品
QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能。石油QPQ熱處理
工研所QPQ表面復合處理技術中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對工件表面進行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來說是非常必要的。因此QPQ技術應該說是上述鹽浴復合處理技術的完善和發展。現在把兩種技術結合起來統稱為QPQ技術。這項技術主要用于要求高耐磨、高耐蝕、耐疲勞、微變形的各種鋼、鑄鐵及鐵基粉末冶金件。它常常用來代替滲碳淬火、高頻感應淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強化技術,以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術難題。也用來代替發黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護技術,以便大幅度提高耐蝕性或降低生產成本。石油QPQ熱處理