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水溶性淬火液

人气:432发表时间:2018-10-23

1、水:

长处:汽化热高,传热系数较高,化学安稳性好,很廉价,运用便利。

缺点:冷却速度随水温的改动而发作显着改动。650-550℃区间冷却速度小于300-200℃区间。因在奥氏体不安稳区域冷却速度低,故会呈现淬不硬现象。淬火件在淬火时还会发作巨大的应力,构成开裂和变形。蒸汽膜阶段长,易生气泡。在淬火件的凹槽和孔内蒸汽不易逸出,构成冷却不均,因而易呈现软点。

用处:只用于小截面、形状简略的碳素钢件错淬火,作业外表较光亮。

留意事项:运用时更好用拌和或强制循环的办法,以进步冷却的均匀性,防止发作软点和变形。水中不该混入尘埃、油类等杂质。作业温度不该超越40℃。

2、无机水溶液:

1)氯化钠(食盐)水溶液:

介质组成:NaCl浓度可用5%或10%。

长处:NaCl能附着于火热的淬火件外表,剧烈爆炸成雾状(崩膜),使蒸汽膜损坏,蒸汽膜阶段大为缩短,然后显着进步水的冷却速度,冷却也比较均匀。价格廉价,淬火件可到达较高硬度,而且硬度均匀。

缺点:冷却速度随溶液温度而改动,淬火后淬火件易生锈。

用处:用于淬透性低、不易开裂、对防止变形要求低的淬火件,例如碳素钢件(有用厚度30-100mm,选用盐水,油淬火),合金结构钢(40Cr,40CrMoV,有用厚度30-150mm;38CrMoAl有用厚度>80mm。)

留意事项:运用时溶液温度应操控在60℃以下,淬火后要清洗,并要进行防锈处理。

2)氢氧化钠水溶液:

长处:冷却曲线与氯化钠溶液根本相同,NaOH可与淬火件外表的氧化皮彼此作用,发作氢气,使氧化皮敏捷脱落,使淬火件外表呈现亮光的银白色。冷却才干大于氯化钠。

缺点:有腐蚀性,劳动条件较差,在运用中易吸收空气中的二氧化碳而使成分逐步改动。与前两者一样,冷却速度也随溶液温度而显着改动。

用处:用于碳素钢。

留意事项:要定时替换溶液。

3)饱满氯化钙水溶液:

长处:在奥氏体不安稳区(650-550℃)时,有很高的冷却速度,在马氏体改变区,因为它的沸点比水高,对流的开端温度也较高,一同它的粘度比水大,传热性也较差,因而冷却速度较慢,然后减小淬火的应力,防止变形和开裂。它的制作便利,简略购买,价格低,运用寿数长。

缺点:温度太低时,会有氯化钙结晶分出,阻塞淬火槽管路。淬火件放置时易生锈。

留意事项:淬火件淬火后要及时清洗,进行防锈处理。

4)过饱满硝酸盐水溶液:

介质组成:(1)三硝溶液硝酸钠25%,亚硝酸钠20%,硝酸钾20%,水35%, 运用相对密度应操控在1.4-1.5之间;(2)二硝溶液硝酸钠31.2%,亚硝酸钠20.8%,运用相对密度应操控在0.36-1.41之间。

长处:在高温区(650-550℃),因为很多硝酸盐的存在会损坏蒸汽膜的构成和安稳性,使冷却速度挨近水。在低温区(300-200℃),因为溶液浓度高,粘度大,流动性差,对流速度慢,使冷却速度又挨近油。三硝溶液与饱满氯化钙溶液类似,淬火硬度高,淬硬层深,变形小,不易开裂。淬火件防锈性好,冷却特性介于水与油之间,高温下冷却速度比油快3倍,低温下为油的1倍,但仍比水慢。

缺点:价格比氯化钙高许多,亚硝酸钠有毒,易生致癌物质。

用处:用于中碳钢、高碳钢、低合金和球墨铸件的淬火,还可替代碳钢的水-油双液淬火。45钢有用厚度小于或等于40mm。有些形状简略的合金钢[40Cr,65Mn,20Cr(渗碳后),GCr15] 工件也可选用。

留意事项:要留意亚硝酸钠有毒,而且有致癌作用,应改用无毒防锈剂。运用温度为30-60℃。当温度升至100℃时,冷却才干就会下降,就会有软点呈现。

5)氯化锌-氢氧化钠水溶液(亮光淬火剂):

介质组成:氯化锌12.25%,氢氧化钠12.25%,番笕0.5%,水75%。

功用:氯化锌与氢氧化钠反响,生成氢氧化锌,呈乳白色,高温区冷却速度比水快,低温区冷却速度比水慢。

长处:淬火件硬度高,变形小,不易开裂,外表亮光。

用处:用于碳钢和碳素工具钢等形状杂乱的工模具的工件的淬火,可替代水-油双液淬火。

留意事项:要留意淬火前事先要先拌和均匀,用压缩空气拌和更好,作业温度应操控在20-60℃之间。

6)水玻璃(硅酸钠)水溶液:

介质组成:单一水玻璃溶液,模数M=SiO2/Na20=2.4,相对密度1.091-1.125(12-16波美度(Bc))(硅酸钠可用硅酸钾替代)。

功用:(1)60SiMn钢轿车钢板绷簧在840℃下淬火,然后在460℃下回火,介质作业温度60-70℃。用16波美度的溶液处理的钢板绷簧,疲惫寿数可比油淬火(寿数40万次)进步6.7-10倍(可达400万次)。(2)114淬火剂:在密度为1.10-1.12g/cm3的水玻璃水溶液中,加NaOH使相对密度调整到1.14,其长处是可减小变形,防止开裂。(3)351淬火剂:水玻璃(SiO2摩尔数/Na2O摩尔数=2.4,波美度56)19.1%,NaOH1.1%,氯化钠12.6%,氯化钾12.6%,有利于阻挠溶液起化学改动。水玻璃冷却才干在水与油之间。在低温区(300-200℃)水玻璃能在作业周围构成一层耐性膜,所以冷却速度就显着下降。它的冷却速度可调理,可用作淬火油代用品。

缺点:工件外表会附着胶状硅酸钠,难以清洗。它的工件外表有腐蚀作用。

用处:(1)用于60SiMn钢轿车钢板绷簧的淬火。(2)用于形状杂乱、厚薄不均的碳钢工件的淬火(3)用于轴承钢等的淬火。(4)用于大批量需用油淬火的工件,可作为油的代用品运用。

7)碳酸钠水溶液:

介质组成:(1)低浓度碳酸钠水溶液;(2)15-20%碳酸钠水溶液。

功用:(1)功用和用处与氯化钠水溶液同,但其淬火有用厚度仅为其1/3;(2)适用于有用厚度大于25mm的轴承钢。

用处:工件外表较光亮。

留意事项:作业温度不该超越60℃。

3、有机水溶液:

1)聚乙烯醇(PVA)水溶液(简称73组成淬火剂):

介质组成:更好能运用聚合度为1750,醇解度为88%的聚乙烯醇。水溶液浓度为10%,加有防锈剂、防腐剂、消泡剂等,它是我国用量更大的有机水溶液淬火介质,其组成为:聚乙烯醇10%,三乙醇胺1%,亚硝酸钠1%, 苯甲酸钠0.4%,磺化蓖麻油0.02%,水87.58%。

功用:运用时可加水稀释,例如可稀释到含聚乙烯醇0.1-0.3%。冬天运用时浓度应比夏日稍高,用于合金钢时应比碳钢稍高。

长处:它归于成膜型淬火介质,在冷却阶段,淬火件外表蒸汽膜外面被由聚乙烯醇构成的粘性膜围住,因而延伸蒸汽膜的持续时刻,冷却速度缓慢。进入欢腾阶段后,粘性膜破裂,冷却速度应显着加快。当温度降至低温区时,聚乙烯醇粘性膜又会从头构成,使冷却速度下降,这有利于防止工件开裂和变形。因而,它在高温区冷却速度与水近似,但低温区则比水慢。

缺点:因为在运用进程中它的浓度难以检测和操控,所以它的冷却功用改动大。它易发霉发臭。溶液结冰后再融解时,粘度就会下降,冷却功用就会变差,感应淬火时,分出的聚乙烯醇会阻塞感应圈喷水孔。现在国外已停用。

用处:可用于中碳钢及中碳低合金钢的全体淬火,例如45钢,40Cr钢,40MnB钢,42CrMn钢等工件的淬火。

留意事项:亚硝酸钠有毒,又会发作致癌物质,应改用其它无毒防锈剂。运用温度25-45℃。

2)聚乙二醇:

介质组成:感应淬火时更佳浓度为5-10%,全体淬火时为15-20%。

长处:它归于成膜型淬火介质,可防止淬火件开裂。所构成的薄膜易清洗掉。

缺点:功用上不如聚醚型淬火介质,故欧美一向没选用。

留意事项:运用中有必要对介质浓度和温度进行操控。

3)聚酰胺聚乙二醇(PAM)水溶液:

介质组成:由酰胺与乙二醇共聚制得。

功用:安稳性比其它有机聚合物淬火介质都好,当运用浓度超越15%时,淬裂几率可显着削减。

用处:可用于直接淬火,铸造余热淬火和感应喷发淬火,特别用于大型工件的淬火。

4)聚醚(PAG)水溶液:

介质组成:由环氧乙烷与环氧丙烷的无规共聚物制得,常用的品种中首要成分的分子量约为13000,美国有UCON A,B,C,HT,AQ251、252、364、365等,苏联有ZSP1、2、3。

长处:当温度升高时,聚醚溶解度反而会下降,乃至从水中分出(这叫做逆溶性)。聚醚水溶液在常温下均匀通明溶液,温度上升到浊点时,溶液就从通明变为混浊。当温度持续上升到逆熔点时,聚醚的线型大分子就会从水中分出,并与水彻底别离。当溶液中聚醚浓度小于5%时,淬火时在高温区分出的聚醚,能在工件外表起滋润作用,促进蒸汽膜较快损坏,因而聚醚的冷却才干挨近于NaCl或碱的水溶液。当聚醚浓度增大时,在淬火进程中能在工件外表构成堆积膜,起着隔热层的作用,使冷却速度下降。堆积膜的厚度取决于聚醚浓度。因而聚醚溶液的冷却速度是能够调理的。堆积膜的存在使散热比较均匀,然后可消除软点,并减小工件的内应力,防止工件变形。当淬火温度下降到逆熔点以下时,已分出的聚醚又会从头溶于水。聚醚的热安稳性杰出,可长期运用。在美国可运用13-14年。聚醚无毒,公害小,淬火后工件易清洗。

缺点:价格太贵。

用处:在世界上聚醚是运用最广的一种有机淬火液,可用于各种轿车工件以及航空工业的铝合金和钛合金,合金钢锻模的淬火,大转矩柴油机曲轴感应加热淬火等。它一般用于高频外表淬火,其浓度为1-2%。如用5%的浓度,可使冷却更均匀,防止水淬时常常发作的软点。如用10-20%的浓度,可加快冷却速度,适用于低淬火性钢的淬火,如用20-30%的浓度,可适用于钢件的全体和外表淬火。

留意事项:作业温度一般为35-50℃。铝合金为25℃以下。但大截面高淬透性合金钢则需高浴温,高浓度,以防止工件发作晦气的应力;某些钢(例如AISI5160)的作业温度为70℃。

5)聚丙烯酸钠(SPA)水溶液:

介质组成:(1)一般丙烯酸钠和聚丙烯-甲基丙烯酸钠按1:1份额混合而成,它是80年代呈现的淬火介质;(2)我国的PAS-3水溶性淬火介质,以聚丙烯酸盐为首要成分;(3)我国TZQ有机水性淬火介质,首要成分为丙烯酸衍生物的聚合物,含量为27%(重),此外还含添加剂0.63%。

功用:(1)冷却曲线简直是直线形,蒸汽膜阶段时刻很长,冷却速度慢,散热均匀,这关于非马氏淬火以及高淬透性、淬火易裂的钢工件是有利的,可起到正火的作用,可防止淬火件外表脱碳和氧化。热处理件的机械功用与调质处理相同,一同还具有很好的加工功用。因为取消了回火工序,简化了工艺,能够节省动力,下降本钱。它可替代油浴、盐浴或铅浴,用于易开裂工件的淬火。(2)用PAS-3进行淬火后,工件的外表硬度和心部硬度均能契合规范,金相安排与淬火油相同,均为4级。疲惫实验作用与用N15号全损耗体系用油淬火较挨近。(3)TZQ的冷却功用与PAS-3不同,蒸汽膜阶段短,高温区域冷却速度较快,这对低淬透性钢材的淬火有利。

用处:可用于轿车锻件淬火、浓度5-10%的溶液可用于合金钢的淬火。10-20%的溶液可用于不锈钢的淬火。15-25%溶液可用于高速钢淬火。PAS-3可用于拖拉机活塞销20Cr钢渗碳后淬火和低温回火。

6)聚丙烯酰胺(PAM)水溶液:

介质组成:PAM分子量在150万以上,有两种水溶液:1号水溶液分子量为250万以上,2号水溶液分子量为150-250万,有用含量为7%,可彻底溶于水中。此外还有固体的PAM产品,分子量各为300-500万和500-700万,水溶液中还要参加防锈防腐剂。

功用:水溶液中加有亚硝酸钠,除有防锈作用外,还有损坏膜的作用,然后进步淬火临界区域的冷却速度,改善淬火条件(但亚硝酸钠有毒)。前苏联某轿车厂的载重轿车的曲轴(轴径100mm),曩昔选用油淬,后来为了进步淬透性和防止开裂,选用1-2%PAN+NaCL水溶液,淬火后轴径能够悉数淬透,经高温回火后,心部和外表的机械功用根本一致,疲惫强度极限要比油淬高出25%,经济效益好。

留意事项:亚硝酸钠有毒,又会发作致癌物质,应改用其它无毒防锈剂。

7)木质素磺酸盐:

介质组成:它是造纸厂亚硫酸纸浆废液的提出物,一般运用浓度为5-15%,溶液中可参加碳酸钠来调整。

功用:无毒,本钱低(仅为淬火油的1/160-1/240),跟着它的浓度添加,蒸汽膜阶段的时刻就会延伸,冷却速度就会下降。木素磺酸盐能被吸附于金属外表,构成胶体膜,使冷却速度显着下降。

缺点:简略发霉,然后导致蜕变分化,影响淬火质量。它还有难闻的气味。

8)XL-氯化锌水溶性淬火介质:

介质组成:XL首要是烷基苯的衍生物,有很高的抗氧化性和热安稳性,它是褐色粘稠液体,相对密度为1.5,溶于水中后为真溶液,能够与氯化锌等合作运用(加其它盐类作用不如氯化锌)。

功用:氯化锌可在作业外表起损坏蒸汽膜作用,进步介质的特性温度,缩短蒸汽膜阶段的时刻,进步淬火临界区域的冷却速度,在欢腾阶段后期,因为粘度的添加和不断在淬火工件外表发作的堆积物,减缓了热的传导,减低了冷却速度,因而可下降淬火件内应力,防止开裂,并减小变形量。

用处:可用于45钢,GCr15钢等的淬火。

9)511水溶性淬火介质:

介质组成:以高分子有机聚合物为主,加有淬火高温区域冷却速度调整剂,能够恣意份额与水互溶,冷却速度可调整。

功用:无毒、无味、防锈功用好,泡沫少,防腐性好,淬火后,热处理件的硬度与金相安排都合格。

用处:可用于感应喷发淬火,碳钢,合金结构钢和轴承钢的全体浸淬。

10)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液:

介质组成:由N-乙烯基与吡咯烷酮聚合而成,分子量5万-36万(更佳为10万-20万),依据分子量的不同分为4个商标,一般还参加15%以下的防锈剂(亚硝酸钠,硼砂等和3%以下的防腐剂)。

功用:有很强的防止淬裂才干,可在较低浓度下运用,有必定的消泡、防锈功用。

缺点:在运用中,分子链简略开裂,使分子量下降,影响淬火质量,故未被广泛运用。

用处:可用于全体直接淬火,铸造余热淬火及感应淬火,运用温度较宽(30℃-沸点邻近)。

留意事项:亚硝酸钠有毒,又会发作致癌物质,应改用其它无毒防锈剂。

11)三乙醇胺水溶液:

介质组成:水溶性好,可直接溶于水中。淬火浓度一般为5-8%。

功用:冷却才干介于水和油之间,在低温区域,冷却仍嫌过快;当浓度为12%时,冷却速度会显着减慢。淬火工件不易生锈,用于盐浴加热淬火时不会与无机盐起化学作用。

缺点:耗费能量较大,价格较高,淬火时会发作呛人气体。

用处:可用于中碳钢淬火。

留意事项:运用温度20-55℃。

12)乳化油淬火液:

介质组成:先用少量水(40℃左右)溶解乳化油,然后在室温下再加水稀释至所要求的浓度10-15%。69-1乳化淬火油可配成1-5%的水溶液运用。

功用:乳化油参加水中后,可使冷却速度下降,使蒸汽膜的安稳性进步,欢腾阶段向低温区域转移。69-1等质量较好的乳化淬火液不易蜕变发臭,运用寿数较长,防锈性好。

用处:可用于中碳钢感应加热淬火。

留意事项:运用温度为20-45℃。


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