在金属成型领域,压铸模、挤压模、锻模以及拉伸模等模具扮演着至关重要的角色。这些模具不仅要求具备很高的强度,以抵抗成型过程中的巨大压力,还要求具有良好的抗变形能力和抗磨损能力,确保成型件的精度和质量。为了达到这些要求,模具在生产过程中必须经历严格的热处理,以增强其整体强度。然而,为了进一步延长模具的使用寿命,热处理之后还需进行QPQ处理。工研所的QPQ处理技术通过特定的化学反应,在模具表面形成一层厚度超过10微米的化合物层。这层化合物层主要由氮化物、碳化物等硬质物质构成,极大地提高了模具表面的耐磨性,减少了因摩擦而产生的磨损。同时,化合物层以下的扩散层通过元素扩散增强了材料的微观结构,从而提高了模具的疲劳强度。得益于QPQ处理带来的这些明显优势,模具的使用寿命通常可以延长2倍以上。这不仅降低了生产成本,还提高了生产效率和产品质量,为金属成型行业带来了明显的效益。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氮化物层
齿轮在各类机械设备中的使用过程中,常常面临着重载荷、高磨损以及高疲劳的严苛服役特性。这些特性要求齿轮材料必须具备良好的高韧性、高耐磨性和高疲劳强度,以确保其长期稳定运行。经过工研所QPQ表面符合处理技术的处理后,齿轮样件的表面会形成一层由氮化物、碳化物及氧化物组成的混合强化层。这一强化层不仅明显提升了零构件的表面硬度、耐磨性和耐蚀性,而且能够保留芯部原有的良好韧性。更为可贵的是,经过QPQ处理的工件几乎不会发生变形,从而确保了齿轮在复杂工况下的高精度和可靠性。仪器仪表QPQ盐雾经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性和切削精度。
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。
在工研所QPQ技术的日常生产中,QPQ盐的质量对工件表面的化合物层特性,包括深度、硬度以及疏松级别,具有至关重要的影响。其中,基盐中的氰酸根浓度是一个关键指标,其精确控制是QPQ技术质量控制流程中的重要环节。为了准确检测并调整基盐中的氰酸根含量,经典的甲醛定氮法被广泛应用。这一方法需要精心配制甲基红和亚甲基蓝的混合指示剂,以确保在加入酸碱时能够精确控制反应进程。随后,通过加入过量的甲醛,溶液中的氨态氮会被转化为氢离子。在酚酞指示剂的作用下,利用氢氧化钠对转化后的氢离子进行滴定。通过记录滴定过程中消耗的氢氧化钠量,可以精确地推算出基盐中氰酸根的浓度。这一检测与调整过程不仅确保了QPQ处理中盐的质量,也为工件表面形成高质量化合物层提供了有力保障,从而进一步提升了工件的整体性能和使用寿命。QPQ表面处理可以使刀具具有更高的切削效率。
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的QPQ表面处理技术可以使刀具具有更好的耐用性和可靠性。高耐磨QPQ氧化层
QPQ表面处理可以减少刀具的切削力。航空航天QPQ氮化物层
软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术,硬氮化工艺又称为渗氮,应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件,强调渗层深度的工件,方法上分为气体渗氮和离子渗氮,渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间随着深度的不同而不同,一般为15~70h,甚至更长;软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗,工研所QPQ是作为典型的软氮化,在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺,渗氮为主,渗入少量的碳,碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到改善,氮碳共渗适合范围很广,几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。航空航天QPQ氮化物层