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钢淬火冷却介质

时间:2013-06-08 17:49:17  来源:  作者:

    淬火冷却时,既要快速冷却以保证淬火工件获得马氏体组织,又要减少变形,防止裂纹产生。因此,冷却是关系到淬火质量高低的关键操作。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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1、理想淬火冷却速度 n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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由共析钢过冷奥氏体等温转变曲线得知,要得到马氏体,淬火的冷却速度就必须大于临界冷却速度。但是淬火钢在整个冷却过程中并不需要都进行快速冷却。关键是在过冷奥氏体最不稳定的C曲线鼻尖附近,即在650~400℃的温度范围内要快速冷却。而从淬火温度到650℃之间以及400℃以下,特别是300~200℃以下并不希望快冷。因为淬火冷却中工件截面的内外温度差会引起热应力。另外,由于钢中的比容(单位质量物质的体积)不同,其中马氏体的比容最大,奥氏体的比容最小,因此,马氏体的转变将使工件的体积胀大,如冷却速度较大,工件截面上的内外温度差将增大,使马氏体转变不能同时进行而造成相变应力。冷却速度越大,热应力和相变应力越大,钢在马氏体转变过程中便容易引起变形与裂纹。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

2、常用淬火介质 n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

工件淬火冷却时,要使其得到合理的淬火冷却速度,必须选择适当的淬火介质。目前生产中应用的冷却介质是水和油。当冷却介质为20℃的自来水,工件温度在200~300℃时,平均冷却速度为450℃/s;工件温度在340℃时,平均冷却速度为775℃/s;工件温度在500~650℃时,平均冷却速度为135℃/s。因此,水的冷却特性并不理想,在需要快冷的500~650℃温度范围内,它的冷却速度很小,而在200~300℃需要慢冷时,它的冷却速度反而很大。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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  水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质,它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等,均可以改善水的冷却特性,减少变形和开裂,获得比较理想的淬火效果。但由于这些方法需增加专门设备,且工件淬火后性能不是很稳定,所以没有能得到广泛推广应用。所以说。纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。  n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

淬火油n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
  用于淬火的矿物油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油,它具有闪点高、粘度低、油烟少,抗氧化性与热稳定性较好,使用寿命长等优点,适合于作淬火油使用。淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。淬火油对周围环境的污染大,淬火时容易引起火灾。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
影响淬火油冷却能力的主要因素是其粘度值,在常温下低粘度油比高粘度油冷却能力大,温度升高,油的流动性增加,冷却能力有所提高。适当提高淬火油的使用温度,也能使油的冷却能力提高。 n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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熔盐,熔碱n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
  这类淬火介质的特点是在冷却过程中不发生物态变化,工件淬火主要靠对流冷却,通常在高温区域冷却速度快,在低温区域冷却速度慢,淬火性能优良,淬透力强,淬火边形小,基本无裂纹产生,但是对环境污染大,劳动条件差,耗能多,成本高,常用于形状复杂,截面尺寸变化悬殊的工件和工模具的淬火。熔盐有氯化钠,硝酸盐,亚硝酸盐等,工件在盐浴中淬火可以获得较高的硬度,而变形极小,不易开裂,通常用作等温淬火或分级淬火。其缺点是熔盐易老化,对工件有氧化及腐蚀的作用。熔碱有氢氧化钠,氢氧化钾等,它具有较大的冷却能力,工件加热时若未氧化,淬火后可获得银灰色的洁净表面,也有一定的应用。但熔碱蒸气具有腐蚀性,对皮肤有刺激作用,使用时要注意通风和采取防护措施。 n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
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新型淬火介质及其应用n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
 有机聚合物淬火剂n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
  近年来,新型淬火介质最引人注目的  进展是有机聚合物淬火剂的研究和应用。这类淬火介质是将有机聚合物溶解于水中,并根据需要调整溶液的浓度和温度,配制成冷却性能能满足要求的水溶液,它在高温阶段冷却速度接近于水,在低温阶段冷却速度接近于油。其优点是无毒,无烟无臭,无腐蚀,不燃烧,抗老化,使用安全可靠,且冷却性能好,冷却速度可以调节,适用范围广,工件淬硬均匀,可明显减少变形和开裂倾向,因此,能提高工件的质量,改善工作环境和劳动条件,给工厂带来节能、环保、技术和经济效益。目前有机聚合物淬火剂更在大批量、单一品种的热处理上用得较多,尤其对于水淬开裂,变形大,油淬不硬的工件,采用有机聚合物淬火剂比淬火油更经济、高效、节能。从提高工件质量、改善劳动条件、避免火灾和节能得角度考虑,有机聚合物淬火剂有逐步取代淬火油的趋势,是淬火介质的主要发展方向。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
  有机聚合物淬火剂的冷却速度受浓度,使用温度和搅拌程度3个基本参数的影响。一般来说,浓度越高,冷却速度越慢;使用温度越高,冷却速度越慢;搅拌程度越激烈,冷却速度越快。搅拌的作用很重要;1使溶液浓度均匀;2加强溶液的导热能力从而保证淬火后工件硬度高且分布均匀,减少产生淬火软点和变形,开裂的倾向。通过控制上述这些因素,可以调整有机聚合物淬火剂的冷却速度,从而达到理想的淬火效果。一般来说,夏季使用的浓度可低些,冬季使用的浓度可高些,而且要有充分的搅拌。有机聚合物淬火剂大多制成含水的溶液,在使用时可根据工件的特点和技术要求,加水稀释成不同的浓度,便可以得到具有多种淬火烈度的淬火液,以适应不同的淬火需要。 n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE
  不同种类的有机聚合物淬火剂具有显著不同的冷却特性和稳定性,能适合不同淬火工艺需要。目前世界上使用最稳定,应用面最广的有机聚合物淬火剂是聚烷二醇(PAG)类淬火剂。这类淬火剂具有逆溶性,可以配成比盐水慢而比较接近矿物油的不同淬火烈度的淬火液,其浓度易测易控,可减少工件的变形和开裂,避免淬火软点的产生,使用寿命长,适合于各类感应加热淬火和整体淬火。n0Q中国热处理技术网 — 热处理行业的超级智库 CHTE 最全的热处理技术信息网站 热处理技术网 CHTE

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