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(shù)優(yōu)于TD工藝。成都工具研究所有限公司是一家專注于刀具研發(fā)和表面處理的公司。金屬表面QPQ鹽浴
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)品進行精細化處理的一種手段,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)選擇合適的精細化處理方式。拋光是指利用機械、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械性能和防腐性能,經(jīng)過工研所QPQ處理的42CrMo工件進行拋丸處理,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。氣門QPQ加工QPQ表面處理可以減少刀具的切削力。
工研所的QPQ處理技術(shù),是一種創(chuàng)新的金屬鹽浴表面強化改性技術(shù)。它通過將金屬置于兩種具有不同性質(zhì)的低溫熔融鹽浴中進行復(fù)合處理,促使多種有益元素同時滲入金屬表面,形成獨特的復(fù)合滲層。這一滲層由致密的氧化膜、牢固的化合物層以及深入的擴散層共同構(gòu)成,實現(xiàn)了對金屬表面的整體強化改性。尤為值得一提的是,QPQ技術(shù)的全工藝過程綠色環(huán)保,無任何有害物質(zhì)排放,完全符合現(xiàn)代工業(yè)的綠色生產(chǎn)要求。與傳統(tǒng)的單一熱處理技術(shù)和表面防護技術(shù)相比,QPQ技術(shù)能夠同時、大幅度地提升金屬表面的耐磨性和耐蝕性,從而明顯延長金屬制品的使用壽命,提高其綜合性能。這一獨特的技術(shù)優(yōu)勢,使得QPQ技術(shù)在金屬表面處理領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。
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。經(jīng)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。
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,以增強其整體強度。然而,為了進一步延長模具的使用壽命,熱處理之后還需進行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,化合物層以下的擴散層通過元素擴散增強了材料的微觀結(jié)構(gòu),從而提高了模具的疲勞強度。得益于QPQ處理帶來的這些明顯優(yōu)勢,模具的使用壽命通常可以延長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表面處理可以增加刀具的抗磨性,減少刀具更換頻率。表面防護QPQ廢渣
QPQ表面處理可以改善刀具的表面質(zhì)量,提高加工精度。金屬表面QPQ鹽浴
QPQ技術(shù)是一種可以同時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)過長期的試驗研究自主開發(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)保方面達到國際先進水平,大量替代了國外引進技術(shù),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,曾先后榮獲國家科技進步二等獎,四川省科技進步一等獎,是“九五”期間國家重點推廣的科技項目。金屬表面QPQ鹽浴