工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù),曾榮獲國家科技進(jìn)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(lǐng)域獨樹一幟。作為金屬表面強化改性技術(shù)的佼佼者,QPQ技術(shù)不僅能在材料表面形成一層堅韌的保護(hù)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(shù)支持。這項技術(shù)在國際上已得到廣泛應(yīng)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(shù)來強化其產(chǎn)品的表面性能。這一技術(shù)的普及和應(yīng)用,不僅彰顯了其在提升產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命方面的優(yōu)勢,也進(jìn)一步驗證了工研所在金屬表面處理領(lǐng)域的深厚技術(shù)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(shù)在刀具行業(yè)內(nèi)享有很高的聲譽。汽車QPQ生產(chǎn)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(chǎn)品進(jìn)行精細(xì)化處理的一種手段,還有噴丸(拋丸)、噴砂、研磨??筛鶕?jù)產(chǎn)品的技術(shù)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(xì)化處理方式。拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或者電化學(xué)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(jī)械性能和防腐性能,經(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進(jìn)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(yīng)用于后處理上,對于某些不銹鋼產(chǎn)品,為確保產(chǎn)品外觀,在QPQ處理前也需要進(jìn)行噴砂處理以消除表面殘余應(yīng)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(jìn)行精整加工,主要應(yīng)用于表面粗糙度較高、精密零件采用的工藝,加工精度可達(dá)IT5~01,表面粗糙度可達(dá)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(chǎn)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(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(shù)應(yīng)該說是上述鹽浴復(fù)合處理技術(shù)的完善和發(fā)展。現(xiàn)在把兩種技術(shù)結(jié)合起來統(tǒng)稱為 QPQ 技術(shù)。這項技術(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化技術(shù),以提高耐磨、耐疲勞性能,特別是用來解決硬化變形技術(shù)難題。也用來代替發(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。
齒輪在各類機(jī)械設(shè)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(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度,以確保其長期穩(wěn)定運行。經(jīng)過工研所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(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QPQ處理的工件幾乎不會發(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表面處理可以改善刀具的切削表面粗糙度。
銷軸的主要材質(zhì)是42CrMo,它是履帶式起重機(jī)的主要連接部件,由于在各工地專場時經(jīng)常進(jìn)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(shù)之一,在進(jìn)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(dá)200μm,其中擴(kuò)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(chǎn)品
經(jīng)過QPQ表面處理的刀具具有更好的抗腐蝕性能。汽車QPQ生產(chǎn)周期
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(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(chǎn)周期