QPQ技術(shù)是一種可以同時大幅度提高金屬耐磨性和耐蝕性的表面改性技術(shù)在國外被認為是冶金學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有巨大意義的新技術(shù),曾經(jīng)該技術(shù)的配方由德國迪高沙公司壟斷。20世紀80年代,成都工具研究所經(jīng)過長期的試驗研究自主開發(fā)了QPQ技術(shù)的鹽浴配方,不僅打破了該公司的壟斷,而且在環(huán)保方面達到國際先進水平,大量替代了國外引進技術(shù),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進步二等獎,四川省科技進步一等獎,是“九五”期間國家重點推廣的科技項目。QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù)。第二代QPQ氧化層
在工研所QPQ技術(shù)的日常生產(chǎn)中,QPQ鹽的質(zhì)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(guān)重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關(guān)鍵指標,其精確控制是QPQ技術(shù)質(zhì)量控制流程中的重要環(huán)節(jié)。為了準確檢測并調(diào)整基鹽中的氰酸根含量,經(jīng)典的甲醛定氮法被廣泛應(yīng)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(yīng)進程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態(tài)氮會被轉(zhuǎn)化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉(zhuǎn)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(diào)整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質(zhì)量,也為工件表面形成高質(zhì)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。高精度QPQ氮碳共滲QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。
45鋼為碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板、梢子、導(dǎo)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(guī)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(guī)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(jīng)過工研所QPQ技術(shù)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(shù)可以保持一定的穩(wěn)定性。
在QPQ的生產(chǎn)過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生,我們需要采取相應(yīng)的措施,使其符合排放標準。工研所QPQ生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要是來自工件從氧化爐出來后清洗工件時所產(chǎn)生的,雖然從氮化爐中帶出的少量氰根在氧化爐中完全被分解,但是氧化鹽呈堿性不能直接排放,需要使用硫酸氫鈉或硫酸等酸性物質(zhì)將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢氣主要來源于調(diào)整鹽的添加和工件氧化時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調(diào)整鹽時會產(chǎn)生氨氣,刺激嗅覺,廢氣排放必須采用排氣筒(煙囪)排放,廢氣治理的主要工藝流程主要是:布袋除塵→噴淋式吸收塔吸收氨氣→15mL排氣筒排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢渣主要來源于氮化鹽和氧化鹽,為了保證鹽浴的清潔度,通常將沉渣器放入氮化爐中,待取出冷卻后沉積在沉渣器底部的黑色顆粒是無毒的鐵渣,只有少量白色物為殘留的氮化鹽,殘留的氮化鹽中含有低濃度的氰根,不能隨意丟棄,可放入氧化鹽浴中進行中和處理,氧化鹽的渣主要來源于工件帶入的氮化鹽和氧化鹽反應(yīng)的產(chǎn)物以及工件表面疏松層脫落的鐵離子形成的鐵渣,可以視同熱處理鹽浴爐爐渣一樣處理。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理工藝可以使刀具表面形成一層硬度很高的氮化層。
工研所的QPQ處理技術(shù),是一種創(chuàng)新的金屬鹽浴表面強化改性技術(shù)。它通過將金屬置于兩種具有不同性質(zhì)的低溫熔融鹽浴中進行復(fù)合處理,促使多種有益元素同時滲入金屬表面,形成獨特的復(fù)合滲層。這一滲層由致密的氧化膜、牢固的化合物層以及深入的擴散層共同構(gòu)成,實現(xiàn)了對金屬表面的整體強化改性。尤為值得一提的是,QPQ技術(shù)的全工藝過程綠色環(huán)保,無任何有害物質(zhì)排放,完全符合現(xiàn)代工業(yè)的綠色生產(chǎn)要求。與傳統(tǒng)的單一熱處理技術(shù)和表面防護技術(shù)相比,QPQ技術(shù)能夠同時、大幅度地提升金屬表面的耐磨性和耐蝕性,從而明顯延長金屬制品的使用壽命,提高其綜合性能。這一獨特的技術(shù)優(yōu)勢,使得QPQ技術(shù)在金屬表面處理領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面處理技術(shù),使刀具具有更好的切削質(zhì)量。低溫鹽浴QPQ替代鍍鉻
QPQ表面處理可以提高刀具的耐熱性能,使其適用于高溫切削加工。第二代QPQ氧化層
發(fā)黑處理的原理是使金屬表面產(chǎn)生一層黑色的氧化膜,以隔絕空氣達到防銹的目的,但是根據(jù)零件的不同,有時不會變?yōu)楹谏?,如Q235鋼在550℃高溫下氧化形成的氧化膜呈藍色,在130-150℃高溫下形成的氧化膜呈黑色。該工藝形成的氧化膜層厚度約0.5-1.5μm,且無硬度提升。發(fā)黑處理后的金屬零件表面的防銹油一旦揮發(fā)殆盡,則會變得易于生銹。而經(jīng)工研所QPQ處理后的金屬表面形成一層硬度較高的氮化物層,通常碳鋼材料可形成10-20μm的白亮層,這種氮化層具有極高的硬度和耐磨性,能夠有效提高金屬制品的表面硬度、耐磨性和耐蝕性。第二代QPQ氧化層