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。QPQ表面处理可以提高刀具的抗冲击性能。微变形QPQ化学稳定性
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。农机QPQ处理技术成都工具研究所有限公司的QPQ表面处理技术可以使刀具表面更加光滑,减少摩擦阻力。
工研所的QPQ表面复合处理技术是一种针对金属表面的处理工艺,处理后的产品具有高硬度、高抗蚀、高耐磨、微变形、无污染等优良特性,可替代发黑、磷化、镀铬、气体渗氮、离子渗氮、渗碳等常规工艺。这是一种环保的工艺,因为它不使用有毒化学品,也不产生有害废物。该工艺还可以优化能效,减少对环境的总体影响。QPQ技术相比传统的热处理方法更加节能高效,并且QPQ技术在处理过程中实现了节能减排,对废气、废水、废渣进行中和处理再排放,使处理过程更加环保。
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。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。
气体渗氮是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体氮化的常用温度为560-570℃,在该温度下氮化层硬度值高,氮化时间通常为2-3h,随着时间延长,氮化层深度增加缓慢。相较于QPQ处理工艺,虽然气体渗氮在耐磨性方面表现良好,但是它的生产周期太长,且必须采用特殊的渗氮钢,表面生成的Fe2N相脆性较大。工研所QPQ技术成产周期短,适用钢种广,且表面生成韧性较高的Fe2~3N相,同时由于工件几乎不变形,处理后不必进行磨加工。特别是原来以抗蚀为目的的气体渗氮,采用工研所QPQ技术以后,耐蚀性会有很大提高。QPQ表面处理可以有效地延长刀具的使用寿命。微变形QPQ液体氮化
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性和切削精度。微变形QPQ化学稳定性
在QPQ的生产过程中,会有一定的废水、废气、废渣产生,我们需要采取相应的措施,使其符合排放标准。工研所QPQ生产过程中产生的废水主要是来自工件从氧化炉出来后清洗工件时所产生的,虽然从氮化炉中带出的少量氰根在氧化炉中完全被分解,但是氧化盐呈碱性不能直接排放,需要使用硫酸氢钠或硫酸等酸性物质将其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生产过程中的废气主要来源于调整盐的添加和工件氧化时发生化学反应产生的氨气和粉尘,QPQ在熔炼基盐和添加调整盐时会产生氨气,刺激嗅觉,废气排放必须采用排气筒(烟囱)排放,废气治理的主要工艺流程主要是:布袋除尘→喷淋式吸收塔吸收氨气→15mL排气筒排放;工研所QPQ生产过程中的废渣主要来源于氮化盐和氧化盐,为了保证盐浴的清洁度,通常将沉渣器放入氮化炉中,待取出冷却后沉积在沉渣器底部的黑色颗粒是无毒的铁渣,只有少量白色物为残留的氮化盐,残留的氮化盐中含有低浓度的氰根,不能随意丢弃,可放入氧化盐浴中进行中和处理,氧化盐的渣主要来源于工件带入的氮化盐和氧化盐反应的产物以及工件表面疏松层脱落的铁离子形成的铁渣,可以视同热处理盐浴炉炉渣一样处理。微变形QPQ化学稳定性