H13作为应用较为广且具有代表性的热作模具钢,在高温下因拥有较高的热硬性、冲击韧性、耐磨性以及切削加工性,所以通常应用于热挤压和压铸模具的制造。由于H13模具钢在服役过程中表面会受到一定程度的磨损与腐蚀,所以利用表面技术来提高H13模具钢的性能,延长使用寿命具有重要的意义。经过工研所QPQ处理后,表面硬度增加,由基体的490HV增加到1100HV,且磨损失重量不到基体的十分之一,造成该现象的原因是经过QPQ工艺处理后,CrN和Fe2~3N等高硬度、高耐磨氮化物以及低摩擦系数Fe3O4形成于H13模具钢表面,使其表现出良好的抗磨损性能。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面处理技术,使刀具具有更好的切削质量。深层QPQ替代高频淬火

汽车曲轴、凸轮轴、气门、摩托车齿轮、连杆、球头销等,它承受复杂的弯曲、扭转载荷和一定的冲击载荷,轴颈表面要承受磨损,凸轮部分承受变化的挤压应力以及在挺杆的摩擦等,因此要求材料表面具有良好的耐磨性与耐蚀性能。原来一般采用镀硬铬来增加表面的耐磨性与耐蚀性,但镀铬的六价铬离子严重污染环境,因此必须采用环保的工艺方法代替。工研所QPQ技术是一种环保的工艺方法,其耐磨性比镀硬铬高2倍,耐蚀性比镀硬铬高20倍,因此用工研所QPQ技术代替镀硬铬,耐磨性和耐蚀性都会大幅度提高。高耐蚀QPQ盐浴QPQ表面处理可以提高刀具的热稳定性,减少热变形的可能性。

销轴的主要材质是42CrMo,它是履带式起重机的主要连接部件,由于在各工地专场时经常进行敲击拆装,所以在使用过程中通常会承受较大的动载荷作用,易发生磕碰、磨损、锈蚀。在这种条件下,常规的防锈措施根本无法满足要求,因此对该部位的防腐性能提出了较高的要求。QPQ处理工艺是金属表面改性强化技术之一,在进行普通热处理后,表面硬度为240HV,然而在工研所QPQ处理后的表面硬度约750HV,同时,工研所QPQ处理后的总渗层厚度可达200μm,其中扩散层厚度约100μm,其余为化合物层,表面还存在深度约为3.6μm的Fe3O4氧化膜。
TD金属表面超硬改性技术俗称渗金属,是在800-1050℃的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中,通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳原子产生化学反应,扩散在工件表面形成一层几微米至二十余微米的金属碳化物层,目前性能高、应用范围广的就是碳化钒(VC)覆层。VC渗层硬度高达2600-3600远高于QPQ渗层硬度600-1500,所以工研所QPQ的韧性更好。同时工研所QPQ处理温度(500-600℃)远低于TD工艺(800-1050℃),且工研所QPQ处理时间短,所以工件变形量工研所QPQ技术优于TD工艺。QPQ表面处理可以减少刀具的切削力。

QPQ表面复合处理技术是一种针对金属表面的处理工艺,能够有效提高材料表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能,并且因工艺、设备简单易行而被广泛应用。利用QPQ盐中的有效组分在合金钢表面发生分解、吸附、扩散,从而改变合金钢表面化学成分及相组成以提高合金钢表面性能。然而,高温长时间的工艺条件易造成工件变形,组织粗化以及对不锈钢耐蚀性的降低。因此,工研所研发出了可在低温进行表面处理的新一代QPQ表面处理技术,化合物渗层由原有的15~20μm增加到30~40μm以上。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的热稳定性。微变形QPQ化合物层
QPQ表面处理可以提高刀具的耐热性能,使其适用于高温切削加工。深层QPQ替代高频淬火
QPQ是英文“Quench-Polish-Quench”的首字母缩写,释义为“淬火-抛光-淬火”。抛光是产品进行精细化处理的一种手段,还有喷丸(抛丸)、喷砂、研磨。可根据产品的技术要求(如外光要求、粗糙度要求、盐雾时间要求)选择合适的精细化处理方式。抛光是指利用机械、化学或者电化学的方式使工件表面粗糙度降低,以获得光亮平整的表面,QPQ常见的抛光方式有振动抛光、杆式抛光、布伦抛光以及羊毛刷手动抛光等;喷丸主要通过去除工件表面的疏松层与氧化膜来提供工件的机械性能和防腐性能,经过工研所QPQ处理的42CrMo工件进行抛丸处理,发现工件表面氧化膜去除,化合物层完好,耐蚀性提高;喷砂的破坏力强于喷丸,在使用过程中通常使用80目以上的玻璃砂,喷砂工艺不仅应用于后处理上,对于某些不锈钢产品,为确保产品外观,在QPQ处理前也需要进行喷砂处理以消除表面残余应力;研磨是通过研具与工件在一定压力下的相对运动对工件表面进行精整加工,主要应用于表面粗糙度较高、精密零件采用的工艺,加工精度可达IT5~01,表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm,研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研,目前使用较多的一般是铜棒研磨。深层QPQ替代高频淬火