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表面处理可以提高刀具的切削速度,提高生产效率。表面改性QPQ替代渗碳

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,通过将零件浸入高温的软氮化槽中使氮、碳和少量氧扩散到金属表面从而形成复合层。工研所的QPQ表面复合处理技术通过在金属表面形成一层淬火层和极硬的奥氏体组织(化合物层),使得处理后的零件表面具有出色的耐磨性。工研所的QPQ表面复合处理技术处理后的零件表面形成的氮化物层具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性,能够有效防止零件表面受到腐蚀,该特性使QPQ处理后的零件在潮湿、腐蚀性环境下依然能够保持良好的性能,并延长其在恶劣环境中的使用寿命。QPQ技术在耐磨性、耐腐蚀性和尺寸稳定性方面具有明显优势,适用于各种钢和铁制部件,同时,QPQ不会明显改变零件尺寸,因此非常适合公差要求严格的零件。齿轮QPQ奥氏体QPQ表面处理技术可以显著提高刀具的硬度和耐磨性。

工研所低温QPQ处理技术在航空航天、新能源等高精尖领域应用广,该技术在可以提升硬度的同时几乎不破坏其耐腐蚀性以及极小的变形,对于密封圈、垫圈等变形尺寸要求高的零件,该工艺是较好的选择。常规QPQ氮化工艺处理温度通常在500℃以上,这样会造成一些回火或调质温度低的碳钢或合金钢的心部硬度降低,从而影响其零件的整体性能,如抗拉强度等。奥氏体不锈钢由于含碳量很低,无法通过相变进行强化,常规的QPQ技术虽然可以大幅度提高其耐磨性能,但由于温度过高,导致CrN的大量析出,严重损害了不锈钢的耐蚀性能。当采用较低的温度来处理时,可以在奥氏体不锈钢表面生成“S”相,在不降低耐蚀性能的同时大幅度提高其耐磨性能。有些高速钢、模具钢等零件采用现有QPQ处理后会出现化合物层崩缺的现象,因此不敢长时间进行氮化处理,但当处理温度降低以后,随着氮原子的活性降低,化合物形成需要的时间更长,可以进行更长的氮化处理以提高扩散层的深度。
离子渗氮是传统渗氮手段之一,在表面处理行业应用广,离子渗氮后产品外观呈灰色,虽然可以通过在渗氮过程中通入适量的氧气来提高表面的氧含量来提高工件的耐蚀性,但是远达不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蚀性效果。离子渗氮温度更低,对于变形要求高、回火温度低,而工研所QPQ氧化处理的外观呈均匀一致的黑色,相较于离子渗氮外观及耐腐性更有优势,将两种渗氮工艺相结合,既可以保证离子渗氮形成的物相结构不发生变化,又可以在表面形成新的氧化膜从而提高工件的耐蚀性,同时也可适用于更多的生产场景,应用在更多的领域。经过QPQ表面处理的刀具具有更好的切削稳定性。

工研所QPQ表面复合处理技术在汽车、摩托车、纺织机械、轻化工机械、工程机械、农业机械、仪器仪表、机床、齿轮、工具、具等行业有广泛的应用前景。随着现代机器制造业的发展,对金属材料的性能提出了更高的要求,另一方面由于在环保方面的严格限制,很多老的污染环境的表面强化和防腐技术纷纷被淘汰。在这种形势下,环保的低温盐浴复合处理技术——QPQ更符合当下的需求。当年,这种技术不仅原料无毒,并且做到了全工艺过程环保,因此获得德国环保奖。同时这种新的表面强化改性技术比普通常规强化方法可以成数量级地提高金属表面的耐磨性和耐蚀性。QPQ表面处理可以提高刀具的切削精度,提高产品质量。石油QPQ金相
QPQ表面处理可以改善刀具的切削表面粗糙度。表面改性QPQ替代渗碳
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。表面改性QPQ替代渗碳