本期QPQ表面處理廠家對工具材料以及相關QPQ工藝參數進行分享。

材料選擇及預先熱處理

高速鋼刀具在QPQ處理之前 ,須進行正常的淬火和回火 , 常 用 氮 化 溫度為530～540℃。Cr12MoV 鋼制成的刀具預先要進行高溫(1050℃) 淬火、高溫(520℃) 回火 ,以保證高的抗回火性能 ,氮化溫度在520℃左右。高碳鋼和低合金工具鋼 (9SiCr、CrWMn 等) 刀具淬火后 ,不宜作QPQ處理 ,否則刀具芯部硬度會下降至35HRC以下。某些加工有色金屬(Cu、Al) 的刀具 ,或雖用于加工鋼 ,但被加工件數量不多 ,而刀具形狀復雜、尺寸較大 ,這類刀具用高速鋼制造成本太高 ,有的廠家便采用42CrMo中碳鋼制作 ,預先不淬火或只作調質 ,然后采用QPQ處理 ,這樣也能滿足切削加工要求。

很多鑲片刀具的刀體常采用40Cr鋼制作 ,經QPQ處理后 ,刀具變形很小 ,表面硬化層具有很高的抗擦傷能力。

QPQ 工藝參數的設定

高速鋼刀具氮化溫度通常選擇 530～540 ℃,氮化時間則視刀具的品種規格而定。

QPQ技術在工具上的應用實例

(1) 鉆頭

鉆頭先采用 QPQ技術的刀具品種,迄今已有十余年的應用歷史。有數家專業工具廠和機械廠購買了成套 QPQ 專用設備,大量生產實踐表明,QPQ技術可穩定提高鉆頭壽命 2～3 倍。通過三次切削對比試驗 。經 QPQ 處理后 ,鉆頭壽命提高 314 % ,鉆頭壽命分散度 (更高鉆孔數與更低鉆孔數之比) 由15.2 降到 1.98 ,三次試驗結果大體相近。

許多工廠利用QPQ技術處理鉆頭的效果都很好 ,刀具壽命均可提高 2 倍以上。其中 ,加工不銹鋼的鉆頭經QPQ技術處理后 ,效果尤為顯著。例如某廠飛機發動機的火焰噴頭材料為鎳基合金 ,即使采用 M42 鈷高速鋼鉆頭也只能加工3個孔 ,但經QPQ處理后 ,同樣的鉆頭卻可加工60多個孔。

(2) 銑刀

目前 ,已有重型機器、機車車輛和飛機制造等多家工廠采用QPQ技術處理本廠自用刀具 ,其中銑刀是重要的處理品種。某機車廠加工機車連桿時 ,原使用<50×120mm高速鋼立銑刀 ,壽命低 ,消耗量大 ,每年購買刀具費用達幾十萬元。采用QPQ技術處理后 ,該立銑刀切削壽命提高 2 倍 ,大大減少了刀具消耗。海軍某造船廠用鋸片銑刀加工耐磨合金鑄鐵零件 ,由于被加工材料耐磨性高 ,普通銑刀磨損非常快 ,幾乎無法加工。經QPQ處理后 ,原鋸片銑刀的切削壽命大幅度提高 ,使用效果非常理想。