海洋油气田的开发开采环境和工况极其恶劣,因此要求井下工具具有很高的强度和高耐磨、优良自润滑性、耐腐蚀和耐冲蚀等综合性能,气相沉积、电镀钨合金、QPQ盐浴复合处理等技术都可以提高表面硬度,但是又有各自的适应特性,气相沉积技术在提高工具耐磨和耐冲击性能具有明显的优势,电镀钨合金技术在提高工件的耐蚀性能上占明显优势,而工研所QPQ盐浴复合处理技术不仅在耐磨和耐冲蚀性具有优势,同时,还适合解决不锈钢螺纹黏扣和金属密封等问题。成都工具研究所有限公司通过QPQ表面处理技术,使刀具具有更好的耐磨性。氮化盐浴QPQ无污染

工研所的QPQ表面复合处理技术的关键是环保的盐浴配方, 曾由德国公司垄断,当时还属于机械部成都工具研究所的研究员们经过十多年的不懈努力,自主开发了这项新技术,并已在中国大面积推广,取得了很好的社会效益,使中国在金属盐浴表面强化改性技术领域达到了国际先进水平。他们从事的研究工作当年为“九五”国家重点推广项目,在替代国外引进技术,提高产品的耐磨性和耐蚀性,解决产品变形难题,以及消除环境污染等方面,具有广泛的应用前景,已经成为中国发展汽车摩托车等产业不可缺少的新技术。高温QPQ替代软氮化QPQ表面处理可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。

软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术,硬氮化工艺又称为渗氮,应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件,强调渗层深度的工件,方法上分为气体渗氮和离子渗氮,渗氮处理的温度通常在480~540℃范围(既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值),处理的时间随着深度的不同而不同,一般为15~70h,甚至更长;软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗,工研所QPQ是作为典型的软氮化,在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺,渗氮为主,渗入少量的碳,碳的加入使表面化合物层(白亮层)的形成和性能得到改善,氮碳共渗适合范围很广,几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。
发黑处理的原理是使金属表面产生一层黑色的氧化膜,以隔绝空气达到防锈的目的,但是根据零件的不同,有时不会变为黑色,如Q235钢在550℃高温下氧化形成的氧化膜呈蓝色,在130-150℃高温下形成的氧化膜呈黑色。该工艺形成的氧化膜层厚度约0.5-1.5μm,且无硬度提升。发黑处理后的金属零件表面的防锈油一旦挥发殆尽,则会变得易于生锈。而经工研所QPQ处理后的金属表面形成一层硬度较高的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,这种氮化层具有极高的硬度和耐磨性,能够有效提高金属制品的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。通过QPQ表面处理,刀具的表面可以形成一层致密的氮化物层。

工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广,该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形,对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件,该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上,这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低,从而影响其零件的整体性能,如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低,无法通过相变进行强化,常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于温度过高,导致CrN的大量析出,严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时,可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相,在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象,因此不敢长时间进行氮化处理,但当处理温度降低以后,随着氮原子的活性降低,化合物形成需要的时间更长,可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以延长刀具的使用寿命。高温QPQ产品
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的热稳定性。氮化盐浴QPQ无污染
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。氮化盐浴QPQ无污染