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。QPQ表面处理可以提高刀具的切削精度,提高产品质量。刀具QPQ替代电镀

工研所的QPQ技术是通过在高温(400~650℃)下对工件进行氮化和氧化处理,使金属表面形成一层高硬度的氮化物层,通常碳钢材料可形成10-20μm的白亮层,不锈钢、模具钢可形成100μm左右的扩散层。该技术在相变温度以下处理具有微变形的特性,独有的氧化工序可以分解氮化盐,使其达到国家排放标准,具有环保环保的特性。工研所的QPQ表面复合处理技术应用行业非常广,例如在汽车、摩托车、机车、纺织机械、工程机械、石油机械、化工机械、机床、仪器仪表、照相机、齿轮、模具、工具各行各业均有应用。航空航天QPQ废渣QPQ表面处理可以改善刀具的表面硬度分布。

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。
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表面处理技术可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。

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。QPQ表面处理可以减少刀具的切削力。高精度QPQ化合物层
经过QPQ表面处理的刀具具有更好的耐磨性和耐蚀性。刀具QPQ替代电镀
气门的作用是是专门负责向汽车发动机内输入空气并派出燃烧后的废气,气门是在高温状态下工作的零件,因此气门除了选用热强钢材料外,还要注意气门的接触面是一个危险区域,该区域要求耐热蚀、热疲劳、耐磨损,因此必须进行表面强化。较早的表面强化技术是采用镀硬铬,现在气门材料常用4Cr9Si2钢、40Cr以及5Cr21Mn9Ni4N,比较试验表明,40Cr钢气门和5Cr21Mn9Ni4N钢排气门经工研所QPQ处理后,其耐磨性比镀硬铬高2倍,并成功地解决了六价铬的公害问题。刀具QPQ替代电镀