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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗冲击性能。防腐QPQ硫氮碳共渗

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。低温QPQ替代离子渗氮经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。

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。
在工研所QPQ技术的日常生产中,QPQ盐的质量对工件表面的化合物层特性,包括深度、硬度以及疏松级别,具有至关重要的影响。其中,基盐中的氰酸根浓度是一个关键指标,其精确控制是QPQ技术质量控制流程中的重要环节。为了准确检测并调整基盐中的氰酸根含量,经典的甲醛定氮法被广泛应用。这一方法需要精心配制甲基红和亚甲基蓝的混合指示剂,以确保在加入酸碱时能够精确控制反应进程。随后,通过加入过量的甲醛,溶液中的氨态氮会被转化为氢离子。在酚酞指示剂的作用下,利用氢氧化钠对转化后的氢离子进行滴定。通过记录滴定过程中消耗的氢氧化钠量,可以精确地推算出基盐中氰酸根的浓度。这一检测与调整过程不仅确保了QPQ处理中盐的质量,也为工件表面形成高质量化合物层提供了有力保障,从而进一步提升了工件的整体性能和使用寿命。成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以增加刀具的使用寿命,降低维护成本。

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。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。不锈钢QPQ盐浴复合处理
QPQ表面处理可以提高刀具的抗氧化性能。防腐QPQ硫氮碳共渗
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。防腐QPQ硫氮碳共渗