QPQ技术在刀具上的应用

龙奉明，章见义，唐新民，曾雪云，刘南平

（江铃控股有限公司，江西 南昌 330052）

进入21世纪以来，我国逐步加快了制造业的发展，已经成为世界上的制造大国，而材料科学技术的发展，又强有力地支撑着我国制造业的发展和壮大。QPQ技术就是近年来发展起来的一种金属材料表面强化改性技术，它起到了热处理强化和表面防腐的双重作用，较之常规方法能更有效地提高金属物件的耐磨性和抗蚀性，满足了机械制造业对零部件表面强化和防腐的技术要求。随着机械制造业的不断发展，对金属零部件的切削速度和生产效率要求越来越高，这就成为QPQ技术在切削刀刃具上提供了一个新的应用领域。文章主要论述QPQ技术在机械加工刃具上的应用探索，为机械加工同行们提供一个应用实例。

1 试验工艺

QPQ技术是一种利用无公害盐浴复合处理技术，可对金属零件或刀刃具进行表面强化改性处理，从而大幅度提高其表面耐磨性和抗蚀性。为了提高刀具的切削速度和生产效率选生产中应用数量最高的四种丝锥（M16、M13、M10、M8）和三种钻头（Φ22、Φ10、Φ6）进行QPQ技术应用探索。

1.1 钻头试验工艺

选用Φ22、Φ10、Φ6的钻头来做QPQ技术工艺试验。钻头材质为W6Mo5Cr4V2，热处理状态为淬火加三次回火（560℃×1h）。

依据钻头服役条件及QPQ技术氮化工艺特点，选用了8种试验工艺，盐浴氮化温度控制在540～550℃之间，氮化时间分别为 60'、48'、35'、20'、15'，Φ22 钻头还进行了氧化处理。这个工艺试验的目的就是找出工艺参数与金相组织硬度之间的关系，找出不同硬度与刃具使用寿命之间的关系，从而找到最佳的QPQ处理技术工艺，最大限度地延长刃具的使用寿命，产生最好的经济效益。

1.2 丝锥试验工艺

丝锥选用了M16、M13、M10、M8四种规格来做QPQ技术工艺试验。丝锥材质也为W6Mo5Cr4V2高速钢。其热处理状态也是淬火加三次回火（560℃×1h）。

丝锥的服役条件与钻头是显然不同。不但要使丝锥表面硬度提高，还要控制其丝锥中径的增大，否则丝锥切削阻力增大，使用寿命降低，达不到丝锥表面强化处理的目的。但对M13丝锥（德国进口丝锥162元/支），采用加工产品后报废的丝锥（主要是M13丝锥中径偏小报废）来进行QPQ技术处理，这就是要延长氮化保温时间，增加氧化处理，使其中径增大达到丝锥尺寸要求。依据上述思路，我们采用了六种试验工艺，再用试验工艺处理后丝锥进行了切削性能试验，寻找工艺参数与金相组织，硬度之间的关系，找出不同硬度与刃具使用寿命之间关系。

2 试验结果及分析

钻头、丝锥径QPQ技术处理后，经过四轮切削性能试验来检测各种试验工艺处理过的钻头、丝锥的切削使用寿命。

从钻头、丝锥表面硬度（HV0.1）、白亮层厚度、扩散层深度来看，随着表面硬度的升高，刃具使用寿命延长；但刃具表面硬度升高到形成白亮层后，其使用寿命随刃具的早期崩刃而大大缩短。例Φ22钻头540℃×48'氮化处理、430℃×30'氧化处理后，其白亮层厚度达3μm，表面硬度为HV0.11300～1376之间，使用寿命为钻孔103个后崩刃报废。如果氮化处理后无白亮层，显微硬度在HV0.11100～1195之间时，其切削使用寿命大大提高为480件。

上述试验结果表明，QPQ技术处理后刃具不能出白亮层，刃具处理后没有白亮层时，其表明硬度越高使用寿命越长。

3 结语

（1）QPQ技术处的刃具不能出现白亮层，否则刃具崩刃早期失效。

（2）在没有白亮层的前提下，表面硬度越高则刃具使用寿命更长。

（3）丝锥QPQ技术处理时应重点来考虑其中径增大尺寸，对因中径偏小报废的丝锥可采用氮化+氮化处理工艺，增加中径的尺寸，达到增加表明硬度和修复废品的双重作用。