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(dá)1000HV,45鋼本身易生銹,常規(guī)QPQ處理后的平均生銹時(shí)間是85.3h,深層QPQ處理后的生銹時(shí)間延長(zhǎng)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(shí)試樣具有良好的耐磨性,在較低載荷的試驗(yàn)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。QPQ表面處理可以增加刀具的抗磨性,減少刀具更換頻率。嘉興QPQ
成都工具研究所有限公司的QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)發(fā)展于上世紀(jì)80年代,不僅一舉打破國際壟斷,而且在環(huán)保方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平,成為國內(nèi)擁有QPQ技術(shù)的公司。QPQ技術(shù)是一種可以同時(shí)大幅度提高金屬耐磨性和耐蝕性的表面改性技術(shù),在工藝上是熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合,在滲層組織上是氮化物層和氧化物層的復(fù)合,在滲層性能上是耐磨性和防腐性的復(fù)合。該工藝主要應(yīng)用在黑色金屬的防腐抗蝕,硬度提升,耐磨性提升等性能需求,同時(shí),QPQ不會(huì)明顯改變零件尺寸,因此非常適合公差要求嚴(yán)格的零件。鋁合金QPQ使用壽命經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削表面質(zhì)量。
軟氮化和硬氮化是兩種不同的表面處理技術(shù),硬氮化工藝又稱為滲氮,應(yīng)用于載荷大、接觸疲勞相對(duì)要求高的工件,強(qiáng)調(diào)滲層深度的工件,方法上分為氣體滲氮和離子滲氮,滲氮處理的溫度通常在480~540℃范圍(既要保持工件的心部的調(diào)質(zhì)硬度又要使?jié)B氮層的硬度達(dá)到要求值),處理的時(shí)間隨著深度的不同而不同,一般為15~70h,甚至更長(zhǎng);軟氮化工藝又稱氮碳共滲或鐵素體氮碳共滲,工研所QPQ是作為典型的軟氮化,在500~580℃下對(duì)鋼件表面同時(shí)滲入氮、碳原子的化學(xué)表面熱處理工藝,滲氮為主,滲入少量的碳,碳的加入使表面化合物層(白亮層)的形成和性能得到改善,氮碳共滲適合范圍很廣,幾乎適用于所有常用的鋼種和鑄鐵。
在金屬成型領(lǐng)域,壓鑄模、擠壓模、鍛模以及拉伸模等模具扮演著至關(guān)重要的角色。這些模具不僅要求具備很高的強(qiáng)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(zhì)量。為了達(dá)到這些要求,模具在生產(chǎn)過程中必須經(jīng)歷嚴(yán)格的熱處理,以增強(qiáng)其整體強(qiáng)度。然而,為了進(jìn)一步延長(zhǎng)模具的使用壽命,熱處理之后還需進(jìn)行QPQ處理。工研所的QPQ處理技術(shù)通過特定的化學(xué)反應(yīng),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(zhì)物質(zhì)構(gòu)成,極大地提高了模具表面的耐磨性,減少了因摩擦而產(chǎn)生的磨損。同時(shí),化合物層以下的擴(kuò)散層通過元素?cái)U(kuò)散增強(qiáng)了材料的微觀結(jié)構(gòu),從而提高了模具的疲勞強(qiáng)度。得益于QPQ處理帶來的這些明顯優(yōu)勢(shì),模具的使用壽命通??梢匝娱L(zhǎng)2倍以上。這不僅降低了生產(chǎn)成本,還提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,為金屬成型行業(yè)帶來了明顯的效益。QPQ表面處理可以使刀具具有更高的切削效率。
QPQ技術(shù)是一種可以同時(shí)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(rèn)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(jì)80年代,成都工具研究所經(jīng)過長(zhǎng)期的試驗(yàn)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(dá)到國際先進(jìn)水平,大量替代了國外引進(jìn)技術(shù),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,曾先后榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),是“九五”期間國家重點(diǎn)推廣的科技項(xiàng)目。QPQ表面處理可以增加刀具的表面硬度,提高其抗磨損能力。表面硬化QPQ使用壽命
QPQ表面處理可以提高刀具的切削效率,降低加工成本。嘉興QPQ
工研所研發(fā)的QPQ技術(shù),其工藝溫度設(shè)定巧妙地低于鋼的相變溫度,這意味著在處理過程中,金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變,從而避免了組織應(yīng)力的產(chǎn)生。相較于那些會(huì)引發(fā)組織轉(zhuǎn)變的常規(guī)熱處理工藝,如淬火、高頻感應(yīng)淬火以及滲碳淬火,QPQ技術(shù)所帶來的工件變形要小得多。這一特性使得QPQ技術(shù)在處理精密零部件時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行QPQ處理時(shí),為了確保處理效果并減小工件的形狀變化,桿軸件或板件必須垂直裝卡,以保證處理的均勻性。預(yù)熱階段,應(yīng)緩慢熱透工件,必要時(shí)還可以采用隨爐升溫預(yù)熱的方式,以進(jìn)一步減小熱應(yīng)力對(duì)工件的影響。在氧化工序結(jié)束后,為了讓工件能夠更穩(wěn)定地定型,可將其冷卻到接近室溫后再進(jìn)行清洗。這一系列精細(xì)的操作步驟,都是為了確保QPQ處理后的工件能夠保持原有的形狀精度,滿足高精度零部件的制造要求。嘉興QPQ