齒輪在各類機(jī)械設(shè)備中的使用過(guò)程中,常常面臨著重載荷、高磨損以及高疲勞的嚴(yán)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(qiáng)度,以確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)工研所QPQ表面符合處理技術(shù)的處理后,齒輪樣件的表面會(huì)形成一層由氮化物、碳化物及氧化物組成的混合強(qiáng)化層。這一強(qiáng)化層不僅明顯提升了零構(gòu)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(jīng)過(guò)QPQ處理的工件幾乎不會(huì)發(fā)生變形,從而確保了齒輪在復(fù)雜工況下的高精度和可靠性。QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。汽車QPQ金屬鹽浴
工研所QPQ表面復(fù)合處理技術(shù)中的“QPQ”是“Quench-Polish-Quench的縮寫。它是在作了鹽浴復(fù)合處理以后,為了改善工件表面的粗糙度,可以對(duì)工件表面進(jìn)行一次拋光,然后再在鹽浴中作一次氧化。這對(duì)精密零件和表面粗糙度要求較好的工件來(lái)說(shuō)是非常必要的。因此QPQ技術(shù)應(yīng)該說(shuō)是上述鹽浴復(fù)合處理技術(shù)的完善和發(fā)展?,F(xiàn)在把兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)統(tǒng)稱為QPQ技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)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(lái)代替滲碳淬火、高頻感應(yīng)淬火、離子滲氮、軟氮化等熱處理和表面強(qiáng)化技術(shù),以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來(lái)解決硬化變形技術(shù)難題。也用來(lái)代替發(fā)黑、鍍鉻、鍍硬鉻、鍍鎳等表面防護(hù)技術(shù),以便大幅度提高耐蝕性或降低生產(chǎn)成本。鹽浴液體氮化QPQ替代滲碳經(jīng)過(guò)QPQ表面處理的刀具具有更好的熱穩(wěn)定性。
H13作為應(yīng)用較為廣且具有代表性的熱作模具鋼,在高溫下因擁有較高的熱硬性、沖擊韌性、耐磨性以及切削加工性,所以通常應(yīng)用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過(guò)程中表面會(huì)受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術(shù)來(lái)提高H13模具鋼的性能,延長(zhǎng)使用壽命具有重要的意義。經(jīng)過(guò)工研所QPQ處理后,表面硬度增加,由基體的490HV增加到1100HV,且磨損失重量不到基體的十分之一,造成該現(xiàn)象的原因是經(jīng)過(guò)QPQ工藝處理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系數(shù)Fe3O4形成于H13模具鋼表面,使其表現(xiàn)出良好的抗磨損性能。
海洋油氣田的開(kāi)發(fā)開(kāi)采環(huán)境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強(qiáng)度和高耐磨、優(yōu)良自潤(rùn)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(fù)合處理等技術(shù)都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應(yīng)特性,氣相沉積技術(shù)在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優(yōu)勢(shì),電鍍鎢合金技術(shù)在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)勢(shì),而工研所QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優(yōu)勢(shì),同時(shí),還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問(wèn)題。QPQ表面處理可以提高刀具的抗疲勞性能。
通常,我們采用中性鹽霧試驗(yàn)來(lái)評(píng)估零件的防腐蝕性能,這一測(cè)試方法能夠模擬零件在潮濕、含鹽環(huán)境中的耐腐蝕表現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)鹽霧實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關(guān)重要的角色。氯化鈉是一種強(qiáng)電解質(zhì),具有極強(qiáng)的吸濕性,一旦與水接觸,便會(huì)迅速且完全地電離為氯離子和鈉離子。鹽霧對(duì)金屬材料表面的腐蝕過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是氯離子發(fā)揮其強(qiáng)烈的穿透能力所致。由于氯離子的半徑相對(duì)較小,它能夠輕易地穿透金屬表面的氧化層或保護(hù)層,進(jìn)而與內(nèi)部的金屬基體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。這一反應(yīng)會(huì)逐步侵蝕金屬,導(dǎo)致金屬材料表面的破壞。中性鹽霧試驗(yàn)正是通過(guò)模擬這種環(huán)境,來(lái)檢測(cè)零件在長(zhǎng)時(shí)間暴露于鹽霧中的耐腐蝕性能,從而確保零件在實(shí)際使用中的耐久性和可靠性。經(jīng)過(guò)QPQ表面處理的刀具具有更好的耐磨性和耐蝕性。低溫鹽浴QPQ替代鍍鉻
QPQ表面處理可以增加刀具的抗磨性,減少刀具更換頻率。汽車QPQ金屬鹽浴
TD金屬表面超硬改性技術(shù)俗稱滲金屬,是在800-1050℃的處理溫度下將工件置于硼砂熔鹽及其特種介質(zhì)中,通過(guò)特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),擴(kuò)散在工件表面形成一層幾微米至二十余微米的金屬碳化物層,目前性能高、應(yīng)用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達(dá)2600-3600遠(yuǎn)高于QPQ滲層硬度600-1500,所以工研所QPQ的韌性更好。同時(shí)工研所QPQ處理溫度(500-600℃)遠(yuǎn)低于TD工藝(800-1050℃),且工研所QPQ處理時(shí)間短,所以工件變形量工研所QPQ技術(shù)優(yōu)于TD工藝。汽車QPQ金屬鹽浴