海洋油氣田的開發(fā)開采環(huán)境和工況極其惡劣,因此要求井下工具具有很高的強(qiáng)度和高耐磨、優(yōu)良自潤滑性、耐腐蝕和耐沖蝕等綜合性能,氣相沉積、電鍍鎢合金、QPQ鹽浴復(fù)合處理等技術(shù)都可以提高表面硬度,但是又有各自的適應(yīng)特性,氣相沉積技術(shù)在提高工具耐磨和耐沖擊性能具有明顯的優(yōu)勢,電鍍鎢合金技術(shù)在提高工件的耐蝕性能上占明顯優(yōu)勢,而工研所QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)不僅在耐磨和耐沖蝕性具有優(yōu)勢,同時,還適合解決不銹鋼螺紋黏扣和金屬密封等問題。QPQ表面處理可以使刀具具有更高的切削精度。深層QPQ力學(xué)性能
在QPQ的生產(chǎn)過程中,會有一定的廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生,我們需要采取相應(yīng)的措施,使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)。工研所QPQ生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要是來自工件從氧化爐出來后清洗工件時所產(chǎn)生的,雖然從氮化爐中帶出的少量氰根在氧化爐中完全被分解,但是氧化鹽呈堿性不能直接排放,需要使用硫酸氫鈉或硫酸等酸性物質(zhì)將其中和直到pH值在8~9才可排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢氣主要來源于調(diào)整鹽的添加和工件氧化時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣和粉塵,QPQ在熔煉基鹽和添加調(diào)整鹽時會產(chǎn)生氨氣,刺激嗅覺,廢氣排放必須采用排氣筒(煙囪)排放,廢氣治理的主要工藝流程主要是:布袋除塵→噴淋式吸收塔吸收氨氣→15mL排氣筒排放;工研所QPQ生產(chǎn)過程中的廢渣主要來源于氮化鹽和氧化鹽,為了保證鹽浴的清潔度,通常將沉渣器放入氮化爐中,待取出冷卻后沉積在沉渣器底部的黑色顆粒是無毒的鐵渣,只有少量白色物為殘留的氮化鹽,殘留的氮化鹽中含有低濃度的氰根,不能隨意丟棄,可放入氧化鹽浴中進(jìn)行中和處理,氧化鹽的渣主要來源于工件帶入的氮化鹽和氧化鹽反應(yīng)的產(chǎn)物以及工件表面疏松層脫落的鐵離子形成的鐵渣,可以視同熱處理鹽浴爐爐渣一樣處理。表面處理QPQ硫氮碳共滲成都工具研究所有限公司的QPQ表面處理技術(shù)可以延長刀具的使用壽命。
通常,我們采用中性鹽霧試驗來評估零件的防腐蝕性能,這一測試方法能夠模擬零件在潮濕、含鹽環(huán)境中的耐腐蝕表現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)鹽霧實驗環(huán)境中,氯化鈉作為主要的鹽類成分,扮演著至關(guān)重要的角色。氯化鈉是一種強(qiáng)電解質(zhì),具有極強(qiáng)的吸濕性,一旦與水接觸,便會迅速且完全地電離為氯離子和鈉離子。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕過程,實質(zhì)上是氯離子發(fā)揮其強(qiáng)烈的穿透能力所致。由于氯離子的半徑相對較小,它能夠輕易地穿透金屬表面的氧化層或保護(hù)層,進(jìn)而與內(nèi)部的金屬基體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。這一反應(yīng)會逐步侵蝕金屬,導(dǎo)致金屬材料表面的破壞。中性鹽霧試驗正是通過模擬這種環(huán)境,來檢測零件在長時間暴露于鹽霧中的耐腐蝕性能,從而確保零件在實際使用中的耐久性和可靠性。
工研所的QPQ表面復(fù)合處理技術(shù),曾榮獲國家科技進(jìn)步獎二等獎,以其高耐磨、高耐蝕、微變形的高性能,在金屬表面處理領(lǐng)域獨樹一幟。作為金屬表面強(qiáng)化改性技術(shù)的佼佼者,QPQ技術(shù)不僅能在材料表面形成一層堅韌的保護(hù)層,實現(xiàn)熱處理和表面防腐的雙重功效,還能較之常規(guī)方法更為明顯地提升材料的耐磨性和耐蝕性,為金屬制品的性能升級提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。這項技術(shù)在國際上已得到廣泛應(yīng)用,眾多企業(yè)如美國通用電氣、德國大眾以及日本的本田、豐田等大公司,均已采納QPQ技術(shù)來強(qiáng)化其產(chǎn)品的表面性能。這一技術(shù)的普及和應(yīng)用,不僅彰顯了其在提升產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命方面的優(yōu)勢,也進(jìn)一步驗證了工研所在金屬表面處理領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累和創(chuàng)新能力。QPQ表面處理可以改善刀具的表面硬度分布。
工研所的《QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)及其成套設(shè)備》榮獲國家科技進(jìn)步二等獎、四川省科技進(jìn)步一等獎,同時是國家重點推廣新項目,編著《QPQ技術(shù)的原理與應(yīng)用》行業(yè)專著一部,參與編寫制定QPQ行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。團(tuán)隊通過承接國家、省部級科研項目如《石油管用深層QPQ防腐技術(shù)的開發(fā)研究》、《深層QPQ鹽浴奧氏體氮碳共滲與氧化工藝的研究與開發(fā)》、《超深層QPQ技術(shù)的研發(fā)》等,先后開發(fā)出第二代QPQ處理技術(shù)、超深層QPQ處理技術(shù),低溫QPQ處理技術(shù)并實現(xiàn)推廣應(yīng)用。成都工具研究所有限公司通過QPQ表面處理技術(shù),使刀具具有更好的耐磨性。汽車QPQ處理
QPQ表面處理可以提高刀具的抗磨性和耐蝕性。深層QPQ力學(xué)性能
離子滲氮是傳統(tǒng)滲氮手段之一,在表面處理行業(yè)應(yīng)用廣,離子滲氮后產(chǎn)品外觀呈灰色,雖然可以通過在滲氮過程中通入適量的氧氣來提高表面的氧含量來提高工件的耐蝕性,但是遠(yuǎn)達(dá)不到工研所QPQ氧化形成的氧化膜抗蝕性效果。離子滲氮溫度更低,對于變形要求高、回火溫度低,而工研所QPQ氧化處理的外觀呈均勻一致的黑色,相較于離子滲氮外觀及耐腐性更有優(yōu)勢,將兩種滲氮工藝相結(jié)合,既可以保證離子滲氮形成的物相結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,又可以在表面形成新的氧化膜從而提高工件的耐蝕性,同時也可適用于更多的生產(chǎn)場景,應(yīng)用在更多的領(lǐng)域。深層QPQ力學(xué)性能