氮化盐浴QPQ表面复合处理技术

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。QPQ表面处理可以提高刀具的切削效率，降低加工成本。氮化盐浴QPQ表面复合处理技术

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。氮化盐浴QPQ表面复合处理技术QPQ表面处理可以改善刀具的表面质量，提高加工精度。

成都工研所的QPQ技术是金属表面处理领域内的高新技术。从专业技术上来讲，这种技术实际上是低温盐浴渗氮加盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗加盐浴氧化，是一种盐浴复合处理技术。该技术是在氮化盐浴和氧化盐浴两种盐浴中处理工件，实现了渗氮工序和氧化工序的复合，渗层组织上是氮化物和氧化物的复合，性能上是耐磨性和抗蚀性的复合，工艺上是热处理技术和防腐技术的复合。QPQ技术处理后的工件，其耐磨性和抗蚀性比常规处理和表面防腐技术有明显提高，同时工件几乎不变形，还具有节能等优点。成都工研所的QPQ技术打破了德国对该技术的国际垄断，并先后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。该技术已广泛应用于汽车、模具等多个领域，取得了明显的经济效益和社会效益。

45钢为碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理。45钢本身的硬度大概在197HV左右，工研所常规QPQ处理后硬度值为650HV，深层QPQ处理后的硬度值可达1000HV，45钢本身易生锈，常规QPQ处理后的平均生锈时间是85.3h，深层QPQ处理后的生锈时间延长至151.3h。所以45钢经过工研所QPQ技术处理后，特别是深层QPQ处理后，试样可以获得较高的表面硬度和良好的表面渗氮组织，同时试样具有良好的耐磨性，在较低载荷的试验条件下，随着载荷的增加试样的摩擦系数可以保持一定的稳定性。QPQ表面处理可以减少刀具的切削力。

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。QPQ表面处理可以改善刀具的表面光洁度。氮化盐浴QPQ表面复合处理技术

QPQ表面处理可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。氮化盐浴QPQ表面复合处理技术

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。氮化盐浴QPQ表面复合处理技术