軟氮化和硬氮化是兩種不同的表面處理技術,硬氮化工藝又稱為滲氮,應用于載荷大、接觸疲勞相對要求高的工件,強調滲層深度的工件,方法上分為氣體滲氮和離子滲氮,滲氮處理的溫度通常在480~540℃范圍(既要保持工件的心部的調質硬度又要使?jié)B氮層的硬度達到要求值),處理的時間隨著深度的不同而不同,一般為15~70h,甚至更長;軟氮化工藝又稱氮碳共滲或鐵素體氮碳共滲,工研所QPQ是作為典型的軟氮化,在500~580℃下對鋼件表面同時滲入氮、碳原子的化學表面熱處理工藝,滲氮為主,滲入少量的碳,碳的加入使表面化合物層(白亮層)的形成和性能得到改善,氮碳共滲適合范圍很廣,幾乎適用于所有常用的鋼種和鑄鐵。QPQ表面處理技術可以顯著提高刀具的硬度和耐磨性。農機QPQ白亮層
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。機械QPQ替代鍍硬鉻QPQ表面處理可以改善刀具的表面質量,提高加工精度。
工研所于上世紀80年代打破國際壟斷,成功自主研發(fā)QPQ技術。其中的技術關鍵是自主開發(fā)了成分獨特的氮化鹽浴的配方,其中添加了一種特殊的氧化劑,使鹽浴中的有害氰酸根含量保持在質量分數(shù)為0.2%以下,為德國的的10%,達到了國際先進水平。同時鹽浴中的有效成分氰酸根含量長期保持穩(wěn)定。同時還開發(fā)了能夠徹底分解氰酸根的氧化鹽浴配方,因此完成了環(huán)保的QPQ技術開發(fā)的全過程。同時,工研所能為客戶提供詳細技術資料,成套工藝方案,設備圖紙,成套專業(yè)設備(根據客戶實際需求設計咨詢),長期供應生產用鹽,技術咨詢,現(xiàn)場咨詢服務,幫助客戶達到穩(wěn)定投產,并實行終身技術服務。
工研所QPQ處理以后一般情況下工件表面粗糙度都稍有變化,即變得稍粗糙一些,但這種變化對絕大多數(shù)機械零件或機械產品來說是比較小的,既不影響使用,也不影響美觀,因此一般零件都把QPQ處理技術作為結束的一道工序,即以后不再作任何加工或處理。一般來說零件的原始表面粗糙度值越大,則QPQ處理后表面粗糙度變化越小,反之,零件的原始表面粗糙度值越小,這種影響越大。當工件表面粗糙度大到一定值以后,處理后工件表面粗糙度變化越小,當零件表面粗糙度值達到15μm時,則幾乎對表面粗糙度沒有影響。QPQ表面處理可以顯著提高刀具的切削性能和加工效率。
海洋油氣田的開發(fā)開采環(huán)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(yōu)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(yōu)勢,電鍍鎢合金技術在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)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(yōu)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氧化性能。摩托車QPQ化學穩(wěn)定性
QPQ表面處理可以減少刀具的摩擦系數(shù)。農機QPQ白亮層
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。農機QPQ白亮層