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表面處理可以改善刀具的切削表面粗糙度。新能源QPQ替代鍍鎳
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。可根據(jù)產品的技術要求(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(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。氣門QPQ處理技術QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。
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(xiàn)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(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。
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(xiàn)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。經過QPQ表面處理的刀具具有更好的抗腐蝕性能。
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(xiàn)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表面處理可以有效地延長刀具的使用壽命。氮化QPQ廢水
QPQ表面處理可以有效地提高刀具的抗腐蝕性能。新能源QPQ替代鍍鎳
工研所QPQ表面復合處理技術在汽車、摩托車、紡織機械、輕化工機械、工程機械、農業(yè)機械、儀器儀表、機床、齒輪、工具、具等行業(yè)有廣泛的應用前景。隨著現(xiàn)代機器制造業(yè)的發(fā)展,對金屬材料的性能提出了更高的要求,另一方面由于在環(huán)保方面的嚴格限制,很多老的污染環(huán)境的表面強化和防腐技術紛紛被淘汰。在這種形勢下,環(huán)保的低溫鹽浴復合處理技術——QPQ更符合當下的需求。當年,這種技術不僅原料無毒,并且做到了全工藝過程環(huán)保,因此獲得德國環(huán)保獎。同時這種新的表面強化改性技術比普通常規(guī)強化方法可以成數(shù)量級地提高金屬表面的耐磨性和耐蝕性。新能源QPQ替代鍍鎳