QPQ技術在刀具上的應用

龍奉明，章見義，唐新民，曾雪云，劉南平

（江鈴控股有限公司，江西 南昌 330052）

進入21世紀以來，我國逐步加快了制造業的發展，已經成為世界上的制造大國，而材料科學技術的發展，又強有力地支撐著我國制造業的發展和壯大。QPQ技術就是近年來發展起來的一種金屬材料表面強化改性技術，它起到了熱處理強化和表面防腐的雙重作用，較之常規方法能更有效地提高金屬物件的耐磨性和抗蝕性，滿足了機械制造業對零部件表面強化和防腐的技術要求。隨著機械制造業的不斷發展，對金屬零部件的切削速度和生產效率要求越來越高，這就成為QPQ技術在切削刀刃具上提供了一個新的應用領域。文章主要論述QPQ技術在機械加工刃具上的應用探索，為機械加工同行們提供一個應用實例。

1 試驗工藝

QPQ技術是一種利用無公害鹽浴復合處理技術，可對金屬零件或刀刃具進行表面強化改性處理，從而大幅度提高其表面耐磨性和抗蝕性。為了提高刀具的切削速度和生產效率選生產中應用數量最高的四種絲錐（M16、M13、M10、M8）和三種鉆頭（Φ22、Φ10、Φ6）進行QPQ技術應用探索。

1.1 鉆頭試驗工藝

選用Φ22、Φ10、Φ6的鉆頭來做QPQ技術工藝試驗。鉆頭材質為W6Mo5Cr4V2，熱處理狀態為淬火加三次回火（560℃×1h）。

依據鉆頭服役條件及QPQ技術氮化工藝特點，選用了8種試驗工藝，鹽浴氮化溫度控制在540～550℃之間，氮化時間分別為 60'、48'、35'、20'、15'，Φ22 鉆頭還進行了氧化處理。這個工藝試驗的目的就是找出工藝參數與金相組織硬度之間的關系，找出不同硬度與刃具使用壽命之間的關系，從而找到最佳的QPQ處理技術工藝，最大限度地延長刃具的使用壽命，產生最好的經濟效益。

1.2 絲錐試驗工藝

絲錐選用了M16、M13、M10、M8四種規格來做QPQ技術工藝試驗。絲錐材質也為W6Mo5Cr4V2高速鋼。其熱處理狀態也是淬火加三次回火（560℃×1h）。

絲錐的服役條件與鉆頭是顯然不同。不但要使絲錐表面硬度提高，還要控制其絲錐中徑的增大，否則絲錐切削阻力增大，使用壽命降低，達不到絲錐表面強化處理的目的。但對M13絲錐（德國進口絲錐162元/支），采用加工產品后報廢的絲錐（主要是M13絲錐中徑偏小報廢）來進行QPQ技術處理，這就是要延長氮化保溫時間，增加氧化處理，使其中徑增大達到絲錐尺寸要求。依據上述思路，我們采用了六種試驗工藝，再用試驗工藝處理后絲錐進行了切削性能試驗，尋找工藝參數與金相組織，硬度之間的關系，找出不同硬度與刃具使用壽命之間關系。

2 試驗結果及分析

鉆頭、絲錐徑QPQ技術處理后，經過四輪切削性能試驗來檢測各種試驗工藝處理過的鉆頭、絲錐的切削使用壽命。

從鉆頭、絲錐表面硬度（HV0.1）、白亮層厚度、擴散層深度來看，隨著表面硬度的升高，刃具使用壽命延長；但刃具表面硬度升高到形成白亮層后，其使用壽命隨刃具的早期崩刃而大大縮短。例Φ22鉆頭540℃×48'氮化處理、430℃×30'氧化處理后，其白亮層厚度達3μm，表面硬度為HV0.11300～1376之間，使用壽命為鉆孔103個后崩刃報廢。如果氮化處理后無白亮層，顯微硬度在HV0.11100～1195之間時，其切削使用壽命大大提高為480件。

上述試驗結果表明，QPQ技術處理后刃具不能出白亮層，刃具處理后沒有白亮層時，其表明硬度越高使用壽命越長。

3 結語

（1）QPQ技術處的刃具不能出現白亮層，否則刃具崩刃早期失效。

（2）在沒有白亮層的前提下，表面硬度越高則刃具使用壽命更長。

（3）絲錐QPQ技術處理時應重點來考慮其中徑增大尺寸，對因中徑偏小報廢的絲錐可采用氮化+氮化處理工藝，增加中徑的尺寸，達到增加表明硬度和修復廢品的雙重作用。