表面硬化QPQ替代气体渗氮

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表面处理是一种常用于刀具的热处理方法。表面硬化QPQ替代气体渗氮

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。模具QPQ工艺QPQ表面处理可以改善刀具的表面质量，提高加工精度。

工研所的QPQ表面复合处理技术，曾荣获国家科技进步奖二等奖，以其高耐磨、高耐蚀、微变形的高性能，在金属表面处理领域独树一帜。作为金属表面强化改性技术的佼佼者，QPQ技术不仅能在材料表面形成一层坚韧的保护层，实现热处理和表面防腐的双重功效，还能较之常规方法更为明显地提升材料的耐磨性和耐蚀性，为金属制品的性能升级提供了强有力的技术支持。这项技术在国际上已得到广泛应用，众多企业如美国通用电气、德国大众以及日本的本田、丰田等大公司，均已采纳QPQ技术来强化其产品的表面性能。这一技术的普及和应用，不仅彰显了其在提升产品质量、延长使用寿命方面的优势，也进一步验证了工研所在金属表面处理领域的深厚技术积累和创新能力。

软氮化和硬氮化是两种不同的表面处理技术，硬氮化工艺又称为渗氮，应用于载荷大、接触疲劳相对要求高的工件，强调渗层深度的工件，方法上分为气体渗氮和离子渗氮，渗氮处理的温度通常在480~540℃范围（既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值），处理的时间随着深度的不同而不同，一般为15~70h，甚至更长；软氮化工艺又称氮碳共渗或铁素体氮碳共渗，工研所QPQ是作为典型的软氮化，在500~580℃下对钢件表面同时渗入氮、碳原子的化学表面热处理工艺，渗氮为主，渗入少量的碳，碳的加入使表面化合物层（白亮层）的形成和性能得到改善，氮碳共渗适合范围很广，几乎适用于所有常用的钢种和铸铁。QPQ表面处理是一种经济高效的刀具表面改性方法。

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。成都工具研究所有限公司利用QPQ表面处理技术，使刀具具有更长的使用寿命。盐浴液体氮化QPQ渗层

QPQ表面处理可以提高刀具的抗疲劳性能，延长刀具的使用寿命。表面硬化QPQ替代气体渗氮

经由工研所的QPQ表面复合处理技术处理后的产品形成的氮化层具有优异的硬度和耐磨性，能有效延长零部件的使用寿命，表面形成致密的氮化层，提供了优异的抗腐蚀性能，适用于恶劣环境下的使用。QPQ处理不仅提高了表面硬度，还有助于改善材料的疲劳强度和耐久性、保持尺寸稳定，与其他表面处理方法相比，QPQ处理对零部件尺寸变化的影响较小，有利于保持高精度要求。相对于其他表面处理方法，QPQ处理的成本相对较低，同时提供了更长的使用寿命，节约了维护和更换成本。QPQ处理过程中不涉及有毒化学物质，减少了对环境的影响，符合环保要求。适用于多种金属材料，如钢铁、铝合金等，可广泛应用于汽车、机械制造等领域。表面硬化QPQ替代气体渗氮