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展。現在把兩種技術結合起來統稱為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。鹽浴液體氮化QPQ替代滲碳經過QPQ表面處理的刀具具有更好的熱穩定性。
H13作為應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,所以通常應用于熱擠壓和壓鑄模具的制造。由于H13模具鋼在服役過程中表面會受到一定程度的磨損與腐蝕,所以利用表面技術來提高H13模具鋼的性能,延長使用壽命具有重要的意義。經過工研所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,造成該現象的原因是經過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Fe3O4形成于H13模具鋼表面,使其表現出良好的抗磨損性能。
海洋油氣田的開發開采環境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強度和高耐磨、優良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復合處理等技術都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應特性,氣相沉積技術在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優勢,電鍍鎢合金技術在提高工件的耐蝕性能上占明顯優勢,而工研所QPQ鹽浴復合處理技術不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優勢,同時,還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。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來評估零件的防腐蝕性能,這一測試方法能夠模擬零件在潮濕、含鹽環境中的耐腐蝕表現。在標準鹽霧實驗環境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關重要的角色。氯化鈉是一種強電解質,具有極強的吸濕性,一旦與水接觸,便會迅速且完全地電離為氯離子和鈉離子。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕過程,實質上是氯離子發揮其強烈的穿透能力所致。由于氯離子的半徑相對較小,它能夠輕易地穿透金屬表面的氧化層或保護層,進而與內部的金屬基體發生電化學反應。這一反應會逐步侵蝕金屬,導致金屬材料表面的破壞。中性鹽霧試驗正是通過模擬這種環境,來檢測零件在長時間暴露于鹽霧中的耐腐蝕性能,從而確保零件在實際使用中的耐久性和可靠性。經過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中,通過特種熔鹽中的金屬原子和工件中的碳原子產生化學反應,擴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、應用范圍廣的就是碳化釩(VC)覆層。VC滲層硬度高達2600-3600遠高于QPQ滲層硬度600-1500,所以工研所QPQ的韌性更好。同時工研所QPQ處理溫度(500-600℃)遠低于TD工藝(800-1050℃),且工研所QPQ處理時間短,所以工件變形量工研所QPQ技術優于TD工藝。汽車QPQ金屬鹽浴