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。QPQ表面处理是一种经济高效的刀具表面改性方法。活塞环QPQ金属盐浴

工研所的QPQ表面复合处理技术是一种先进的表面处理工艺,用于提高金属部件的耐磨性和耐腐蚀性。将零件浸入氮化盐浴中,然后进行淬火和抛光,以形成坚硬的耐腐蚀表面层。与传统的表面处理方法相比,QPQ具有以下几个优点:提高耐磨性——QPQ过程中形成的表面硬化层可明显提高部件的耐磨性;增强耐腐蚀性——软氮化层可提供出色的防腐蚀保护,延长经处理部件的使用寿命;提高疲劳强度——QPQ可提高部件的疲劳强度,使其在循环负载条件下更加耐用。齿轮QPQ疲劳强度QPQ表面处理可以增加刀具的抗磨性,减少刀具更换频率。

工研所QPQ处理以后一般情况下工件表面粗糙度都稍有变化,即变得稍粗糙一些,但这种变化对绝大多数机械零件或机械产品来说是比较小的,既不影响使用,也不影响美观,因此一般零件都把QPQ处理技术作为结束的一道工序,即以后不再作任何加工或处理。一般来说零件的原始表面粗糙度值越大,则QPQ处理后表面粗糙度变化越小,反之,零件的原始表面粗糙度值越小,这种影响越大。当工件表面粗糙度大到一定值以后,处理后工件表面粗糙度变化越小,当零件表面粗糙度值达到15μm时,则几乎对表面粗糙度没有影响。
产品经工研所QPQ处理后,在表面会形成一层氮化层,为保证产品质量合格,会对同材质同状态的样块或产品进行渗层深度、致密度以及渗氮层氮化物级别判定的金相检测,通常有金相法和显微硬度法来确定扩散层的深度,金相法相较于硬度法简单便捷,对于铸铁件、碳钢件、合金钢铁件等材料使用硒酸腐蚀,对于不锈钢,模具钢等材料使用硝酸酒精腐蚀剂腐蚀。在显微镜下观察,从表面计算到针状氮化物终了处或与心部有明显差别处作为总渗层深度,除去化合物深度即为扩散层深度。QPQ表面处理可以改善刀具的表面质量,提高加工精度。

在金属成型领域,压铸模、挤压模、锻模以及拉伸模等模具扮演着至关重要的角色。这些模具不仅要求具备很高的强度,以抵抗成型过程中的巨大压力,还要求具有良好的抗变形能力和抗磨损能力,确保成型件的精度和质量。为了达到这些要求,模具在生产过程中必须经历严格的热处理,以增强其整体强度。然而,为了进一步延长模具的使用寿命,热处理之后还需进行QPQ处理。工研所的QPQ处理技术通过特定的化学反应,在模具表面形成一层厚度超过10微米的化合物层。这层化合物层主要由氮化物、碳化物等硬质物质构成,极大地提高了模具表面的耐磨性,减少了因摩擦而产生的磨损。同时,化合物层以下的扩散层通过元素扩散增强了材料的微观结构,从而提高了模具的疲劳强度。得益于QPQ处理带来的这些明显优势,模具的使用寿命通常可以延长2倍以上。这不仅降低了生产成本,还提高了生产效率和产品质量,为金属成型行业带来了明显的效益。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。环保QPQ处理技术
QPQ表面处理可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。活塞环QPQ金属盐浴
工研所的《QPQ盐浴复合处理技术及其成套设备》荣获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖,同时是国家重点推广新项目,编著《QPQ技术的原理与应用》行业专著一部,参与编写制定QPQ行业标准。团队通过承接国家、省部级科研项目如《石油管用深层QPQ防腐技术的开发研究》、《深层QPQ盐浴奥氏体氮碳共渗与氧化工艺的研究与开发》、《超深层QPQ技术的研发》等,先后开发出第二代QPQ处理技术、超深层QPQ处理技术,低温QPQ处理技术并实现推广应用。活塞环QPQ金属盐浴