工研所的QPQ表面復合處理技術,曾榮獲國家科技進步獎二等獎,以其高耐磨、高耐蝕、微變形的高性能,在金屬表面處理領域獨樹一幟。作為金屬表面強化改性技術的佼佼者,QPQ技術不僅能在材料表面形成一層堅韌的保護層,實現(xiàn)熱處理和表面防腐的雙重功效,還能較之常規(guī)方法更為明顯地提升材料的耐磨性和耐蝕性,為金屬制品的性能升級提供了強有力的技術支持。這項技術在國際上已得到廣泛應用,眾多企業(yè)如美國通用電氣、德國大眾以及日本的本田、豐田等大公司,均已采納QPQ技術來強化其產品的表面性能。這一技術的普及和應用,不僅彰顯了其在提升產品質量、延長使用壽命方面的優(yōu)勢,也進一步驗證了工研所在金屬表面處理領域的深厚技術積累和創(chuàng)新能力。成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術在刀具行業(yè)內享有很高的聲譽。汽車QPQ生產周期
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母縮寫,釋義為“淬火-拋光-淬火”。拋光是產品進行精細化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨。可根據產品的技術要求(如外光要求、粗糙度要求、鹽霧時間要求)選擇合適的精細化處理方式。拋光是指利用機械、化學或者電化學的方式使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮平整的表面,QPQ常見的拋光方式有振動拋光、桿式拋光、布倫拋光以及羊毛刷手動拋光等;噴丸主要通過去除工件表面的疏松層與氧化膜來提供工件的機械性能和防腐性能,經過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,發(fā)現(xiàn)工件表面氧化膜去除,化合物層完好,耐蝕性提高;噴砂的破壞力強于噴丸,在使用過程中通常使用80目以上的玻璃砂,噴砂工藝不僅應用于后處理上,對于某些不銹鋼產品,為確保產品外觀,在QPQ處理前也需要進行噴砂處理以消除表面殘余應力;研磨是通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對工件表面進行精整加工,主要應用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達IT5~01,表面粗糙度可達Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分為濕研、干研和半干研,目前使用較多的一般是銅棒研磨。低溫鹽浴QPQ產品通過QPQ表面處理,刀具的表面可以形成一層致密的氮化物層。
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(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術結合起來統(tǒng)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(fā)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。
齒輪在各類機械設備中的使用過程中,常常面臨著重載荷、高磨損以及高疲勞的嚴苛服役特性。這些特性要求齒輪材料必須具備良好的高韌性、高耐磨性和高疲勞強度,以確保其長期穩(wěn)定運行。經過工研所QPQ表面符合處理技術的處理后,齒輪樣件的表面會形成一層由氮化物、碳化物及氧化物組成的混合強化層。這一強化層不僅明顯提升了零構件的表面硬度、耐磨性和耐蝕性,而且能夠保留芯部原有的良好韌性。更為可貴的是,經過QPQ處理的工件幾乎不會發(fā)生變形,從而確保了齒輪在復雜工況下的高精度和可靠性。QPQ表面處理可以改善刀具的切削表面粗糙度。
銷軸的主要材質是42CrMo,它是履帶式起重機的主要連接部件,由于在各工地專場時經常進行敲擊拆裝,所以在使用過程中通常會承受較大的動載荷作用,易發(fā)生磕碰、磨損、銹蝕。在這種條件下,常規(guī)的防銹措施根本無法滿足要求,因此對該部位的防腐性能提出了較高的要求。QPQ處理工藝是金屬表面改性強化技術之一,在進行普通熱處理后,表面硬度為240HV,然而在工研所QPQ處理后的表面硬度約750HV,同時,工研所QPQ處理后的總滲層厚度可達200μm,其中擴散層厚度約100μm,其余為化合物層,表面還存在深度約為3.6μm的Fe3O4氧化膜。QPQ表面處理可以改善刀具的表面光潔度,減少切削時的摩擦阻力。低溫鹽浴QPQ產品
經過QPQ表面處理的刀具具有更好的抗腐蝕性能。汽車QPQ生產周期
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(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(shù)可以保持一定的穩(wěn)定性。汽車QPQ生產周期