工研所的QPQ表面復合處理技術的關鍵是環(huán)保的鹽浴配方,曾由德國公司壟斷,當時還屬于機械部成都工具研究所的研究員們經過十多年的不懈努力,自主開發(fā)了這項新技術,并已在中國大面積推廣,取得了很好的社會效益,使中國在金屬鹽浴表面強化改性技術領域達到了國際先進水平。他們從事的研究工作當年為“九五”國家重點推廣項目,在替代國外引進技術,提高產品的耐磨性和耐蝕性,解決產品變形難題,以及消除環(huán)境污染等方面,具有廣泛的應用前景,已經成為中國發(fā)展汽車摩托車等產業(yè)不可缺少的新技術。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的切削穩(wěn)定性和切削精度。汽車QPQ鹽浴氮化
氣體滲氮是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。氣體氮化的常用溫度為560-570℃,在該溫度下氮化層硬度值高,氮化時間通常為2-3h,隨著時間延長,氮化層深度增加緩慢。相較于QPQ處理工藝,雖然氣體滲氮在耐磨性方面表現良好,但是它的生產周期太長,且必須采用特殊的滲氮鋼,表面生成的Fe2N相脆性較大。工研所QPQ技術成產周期短,適用鋼種廣,且表面生成韌性較高的Fe2~3N相,同時由于工件幾乎不變形,處理后不必進行磨加工。特別是原來以抗蝕為目的的氣體滲氮,采用工研所QPQ技術以后,耐蝕性會有很大提高。QPQ替代高頻淬火QPQ表面處理可以提高刀具的抗粘附性能。
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??筛鶕a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。
在汽車發(fā)動機中,活塞桿是連接活塞和曲軸的關鍵部位,它承受著活塞往復運動時的巨大力量,并將這些力量轉化為旋轉動力,驅動汽車前進,因此,它要求有較高的耐磨性和良好的耐蝕性。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐蝕性和耐磨性,但是鍍鉻的六價鉻離子嚴重污染環(huán)境,因此采用環(huán)保的工研所QPQ工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,同時通過鹽霧試驗發(fā)現工研所QPQ處理后的活塞桿具有良好的耐蝕性,因此可以用工研所QPQ技術代替鍍硬鉻。QPQ表面處理可以提高刀具的切削速度,提高生產效率。
汽車曲軸、凸輪軸、氣門、摩托車齒輪、連桿、球頭銷等,它承受復雜的彎曲、扭轉載荷和一定的沖擊載荷,軸頸表面要承受磨損,凸輪部分承受變化的擠壓應力以及在挺桿的摩擦等,因此要求材料表面具有良好的耐磨性與耐蝕性能。原來一般采用鍍硬鉻來增加表面的耐磨性與耐蝕性,但鍍鉻的六價鉻離子嚴重污染環(huán)境,因此必須采用環(huán)保的工藝方法代替。工研所QPQ技術是一種環(huán)保的工藝方法,其耐磨性比鍍硬鉻高2倍,耐蝕性比鍍硬鉻高20倍,因此用工研所QPQ技術代替鍍硬鉻,耐磨性和耐蝕性都會大幅度提高。QPQ表面處理可以提高刀具的切削精度,提高產品質量。齒輪QPQ替代鍍硬鉻
QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。汽車QPQ鹽浴氮化
在工研所QPQ技術的日常生產中,QPQ鹽的質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,具有至關重要的影響。其中,基鹽中的氰酸根濃度是一個關鍵指標,其精確控制是QPQ技術質量控制流程中的重要環(huán)節(jié)。為了準確檢測并調整基鹽中的氰酸根含量,經典的甲醛定氮法被廣泛應用。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進程。隨后,通過加入過量的甲醛,溶液中的氨態(tài)氮會被轉化為氫離子。在酚酞指示劑的作用下,利用氫氧化鈉對轉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。這一檢測與調整過程不僅確保了QPQ處理中鹽的質量,也為工件表面形成高質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。汽車QPQ鹽浴氮化