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            1. 今天是2021年4月23日 星期五,歡迎光臨本站 馬鞍山市三浦液壓設備制造有限公司 網址: www.qyjglt.com

              行業動態

              水溶性淬火液的配方介紹

              文字:[大][中][小] 2015-8-15    瀏覽次數:1826    

               

               

                  1、水: 

                  優點:汽化熱高,傳熱系數較高,化學穩定性好,很便宜,使用方便。 

                  缺點:冷卻速度隨水溫的變化而發生明顯變化。650-550℃區間冷卻速度小于300-200℃區間。因在奧氏體不穩定區域冷卻速度低,故會出現淬不硬現象。淬火件在淬火時還會產生巨大的應力,造成開裂和變形。蒸汽膜階段長,易生氣泡。在淬火件的凹槽和孔內蒸汽不易逸出,造成冷卻不均,因此易出現軟點。 

                用途:只用于小截面、形狀簡單的碳素鋼件淬火,工作表面較光潔。 

                注意事項:使用時最好用攪拌或強制循環的方法,以提高冷卻的均勻性,防止產生軟點和變形。水中不應混入灰塵、油類等雜質。工作溫度不應超過40℃。 

              2、無機水溶液: 

                1)氯化鈉(食鹽)水溶液: 

                介質組成:NaCl濃度可用5%10%。 

                優點:NaCl能附著于灼熱的淬火件表面,劇烈爆炸成霧狀(崩膜),使蒸汽膜破壞,蒸汽膜階段大為縮短,從而明顯提高水的冷卻速度,冷卻也比較均勻。價格便宜,淬火件可達到較高硬度,而且硬度均勻。 

                  缺點:冷卻速度隨溶液溫度而變化,淬火后淬火件易生銹。 

              用途:用于淬透性低、不易開裂、對防止變形要求低的淬火件,例如碳素鋼件(有效厚度30-100mm,采用鹽水,油淬火),合金結構鋼(40Cr,40CrMoV,有效厚度30-150mm;38CrMoAl有效厚度>80mm。) 

                注意事項:使用時溶液溫度應控制在60℃以下,淬火后要清洗,并要進行防銹處理。 

                2)氫氧化鈉水溶液: 

                優點:冷卻曲線與氯化鈉溶液基本相同,NaOH可與淬火件表面的氧化皮相互作用,產生氫氣,使氧化皮迅速剝落,使淬火件表面呈現光亮的銀白色。冷卻能力大于氯化鈉。 

                  缺點:有腐蝕性,勞動條件較差,在使用中易吸收空氣中的二氧化碳而使成分逐漸變化。與前兩者一樣,冷卻速度也隨溶液溫度而明顯變化。 

                用途:用于碳素鋼。 

                注意事項:要定期更換溶液。 

                3)飽和氯化鈣水溶液: 

                優點:在奧氏體不穩定區(650-550℃)時,有很高的冷卻速度,在馬氏體轉變區,由于它的沸點比水高,對流的開始溫度也較高,同時它的粘度比水大,傳熱性也較差,因此冷卻速度較慢,從而減小淬火的應力,防止變形和開裂。它的配制方便,容易購買,價格低,使用壽命長。 

                  缺點:溫度太低時,會有氯化鈣結晶析出,堵塞淬火槽管路。淬火件放置時易生銹。 

                注意事項:淬火件淬火后要及時清洗,進行防銹處理。 

                4)過飽和硝酸鹽水溶液: 

                介質組成:(1)三硝溶液硝酸鈉25%,亞硝酸鈉20%,硝酸鉀20%,水35%,使用相對密度應控制在1.4-1.5之間;(2)二硝溶液硝酸鈉31.2%,亞硝酸鈉20.8%,使用相對密度應控制在0.36-1.41之間。 

                優點:在高溫區(650-550℃),由于大量硝酸鹽的存在會破壞蒸汽膜的形成和穩定性,使冷卻速度接近水。在低溫區(300-200℃),由于溶液濃度高,粘度大,流動性差,對流速度慢,使冷卻速度又接近油。三硝溶液與飽和氯化鈣溶液相似,淬火硬度高,淬硬層深,變形小,不易開裂。淬火件防銹性好,冷卻特性介于水與油之間,高溫下冷卻速度比油快3倍,低溫下為油的1倍,但仍比水慢。 

                  缺點:價格比氯化鈣高很多,亞硝酸鈉有毒,易生致癌物質。 

                用途:用于中碳鋼、高碳鋼、低合金和球墨鑄件的淬火,還可代替碳鋼的水-油雙液淬火。45鋼有效厚度小于或等于40mm。有些形狀簡單的合金鋼[40Cr,65Mn,20Cr(滲碳后),GCr15] 工件也可采用。 

                注意事項:要注意亞硝酸鈉有毒,而且有致癌作用,應改用無毒防銹劑。使用溫度為30-60℃。當溫度升至100℃時,冷卻能力就會下降,就會有軟點出現。 

                5)氯化鋅-氫氧化鈉水溶液(光亮淬火劑): 

                介質組成:氯化鋅12.25%,氫氧化鈉12.25%,肥皂0.5%,水75%。 

                性能:氯化鋅與氫氧化鈉反應,生成氫氧化鋅,呈乳白色,高溫區冷卻速度比水快,低溫區冷卻速度比水慢。 

                  優點:淬火件硬度高,變形小,不易開裂,表面光亮。 

                用途:用于碳鋼和碳素工具鋼等形狀復雜的工模具的工件的淬火,可代替水-油雙液淬火。 

                注意事項:要注意淬火前事先要先攪拌均勻,用壓縮空氣攪拌更好,工作溫度應控制在20-60℃之間。 

                6)水玻璃(硅酸鈉)水溶液: 

                介質組成:單一水玻璃溶液,模數M=SiO2/Na20=2.4,相對密度1.091-1.12512-16波美度(Bc))(硅酸鈉可用硅酸鉀代替)。 

                性能:(160SiMn鋼汽車鋼板彈簧在840℃下淬火,然后在460℃下回火,介質工作溫度60-70℃。用16波美度的溶液處理的鋼板彈簧,疲勞壽命可比油淬火(壽命40萬次)提高6.7-10倍(可達400萬次)。    

                   (2114淬火劑:在密度為1.10-1.12g/cm3的水玻璃水溶液中,加NaOH使相對密度調整到1.14,其優點是可減小變形,避免開裂。(3351淬火劑:水玻璃(SiO2摩爾數/Na2O摩爾數=2.4,波美度5619.1%,NaOH1.1%,氯化鈉12.6%,氯化鉀12.6%,有利于阻止溶液起化學變化。水玻璃冷卻能力在水與油之間。在低溫區(300200℃)水玻璃能在工作周圍形成一層韌性膜,所以冷卻速度就明顯降低。它的冷卻速度可調節,可用作淬火油代用品。 

                缺點:工件表面會附著膠狀硅酸鈉,難以清洗。它的工件表面有腐蝕作用。 

                  用途:(1)用于60SiMn鋼汽車鋼板彈簧的淬火。 

                   (2)用于形狀復雜、厚薄不均的碳鋼工件的淬火    

                   (3)用于軸承鋼等的淬火。 

                   (4)用于大批量需用油淬火的工件,可作為油的代用品使用。 

                  7)碳酸鈉水溶液: 

                介質組成:(1)低濃度碳酸鈉水溶液;(215-20%碳酸鈉水溶液。 

                性能:(1)性能和用途與氯化鈉水溶液同,但其淬火有效厚度僅為其1/3;(2)適用于有效厚度大于25。

              用途:工件表面較光潔。 

                注意事項:工作溫度不應超過60℃。 

              3、有機水溶液: 

                1)聚乙烯醇(PVA)水溶液(簡稱73合成淬火劑): 

                介質組成:最好能使用聚合度為1750,醇解度為88%的聚乙烯醇。水溶液濃度為10%,加有防銹劑、防腐劑、消泡劑等,它是我國用量最大的有機水溶液淬火介質,其組成為:聚乙烯醇10%,三乙醇胺1%,亞硝酸鈉1%,苯甲酸鈉0.4%,磺化蓖麻油0.02%,水87.58%。 

                性能:使用時可加水稀釋,例如可稀釋到含聚乙烯醇0.1-0.3%。冬季使用時濃度應比夏季稍高,用于合金鋼時應比碳鋼稍高。 

                  優點:它屬于成膜型淬火介質,在冷卻第一階段,淬火件表面蒸汽膜外面被由聚乙烯醇形成的粘性膜包圍,因而延長蒸汽膜的持續時間,冷卻速度緩慢。進入沸騰階段后,粘性膜破裂,冷卻速度應明顯加快。當溫度降至低溫區時,聚乙烯醇粘性膜又會重新形成,使冷卻速度下降,這有利于防止工件開裂和變形。因此,它在高溫區冷卻速度與水近似,但低溫區則比水慢。 

                  缺點:因為在使用過程中它的濃度難以檢測和控制,所以它的冷卻性能變化大。它易發霉發臭。溶液結冰后再融解時,粘度就會下降,冷卻性能就會變差,感應淬火時,析出的聚乙烯醇會堵塞感應圈噴水孔。目前國外已停用。 

                用途:可用于中碳鋼及中碳低合金鋼的整體淬火,例如45鋼,40Cr鋼,40MnB鋼,42CrMn鋼等工件的淬火。 

                注意事項:亞硝酸鈉有毒,又會產生致癌物質,應改用其它無毒防銹劑。使用溫度25-45℃。 

                2)聚乙二醇: 

                介質組成:感應淬火時最佳濃度為5-10%,整體淬火時為15-20%。 

                優點:它屬于成膜型淬火介質,可防止淬火件開裂。所形成的薄膜易清洗掉。 

                  缺點:性能上不如聚醚型淬火介質,故歐美一直沒采用。 

                注意事項:使用中必須對介質濃度和溫度進行控制。 

                3)聚酰胺聚乙二醇(PAM)水溶液: 

                介質組成:由酰胺與乙二醇共聚制得。 

                性能:穩定性比其它有機聚合物淬火介質都好,當使用濃度超過15%時,淬裂幾率可明顯減少。 

                用途:可用于直接淬火,鍛造余熱淬火和感應噴射淬火,特別用于大型工件的淬火。

               

                4)聚醚(PAG)水溶液: 

                介質組成:由環氧乙烷與環氧丙烷的無規共聚物制得,常用的品種中主要成分的分子量約為13000,美國有UCON A,B,C,HT,AQ251、252、364、365等,蘇聯有ZSP1、2、3。 

                優點:當溫度升高時,聚醚溶解度反而會下降,乃至從水中析出(這叫做逆溶性)。聚醚水溶液在常溫下均勻透明溶液,溫度上升到濁點時,溶液就從透明變為混濁。當溫度繼續上升到逆熔點時,聚醚的線型大分子就會從水中析出,并與水完全分離。當溶液中聚醚濃度小于5%時,淬火時在高溫區析出的聚醚,能在工件表面起浸潤作用,促使蒸汽膜較快破壞,因此聚醚的冷卻能力接近于NaCl或堿的水溶液。當聚醚濃度增大時,在淬火過程中能在工件表面形成沉積膜,起著隔熱層的作用,使冷卻速度下降。沉積膜的厚度取決于聚醚濃度。因此聚醚溶液的冷卻速度是可以調節的。沉積膜的存在使散熱比較均勻,從而可消除軟點,并減小工件的內應力,防止工件變形。當淬火溫度下降到逆熔點以下時,已析出的聚醚又會重新溶于水。聚醚的熱穩定性良好,可長期使用。在美國可使用13-14年。聚醚無毒,公害小,淬火后工件易清洗。 

                  缺點:價格太貴。 

                用途:在世界上聚醚是應用最廣的一種有機淬火液,可用于各種汽車工件以及航空工業的鋁合金和鈦合金,合金鋼鍛模的淬火,大轉矩柴油機曲軸感應加熱淬火等。它通常用于高頻表面淬火,其濃度為1-2%。如用5%的濃度,可使冷卻更均勻,避免水淬時常常產生的軟點。如用10-20%的濃度,可加快冷卻速度,適用于低淬火性鋼的淬火,如用20-30%的濃度,可適用于鋼件的整體和表面淬火。 

                注意事項:工作溫度一般為35-50℃。鋁合金為25℃以下。但大截面高淬透性合金鋼則需高浴溫,高濃度,以避免工件產生不利的應力;某些鋼(例如AISI5160)的工作溫度為70℃。 

                5)聚丙烯酸鈉(SPA)水溶液: 

                介質組成:(1)通常丙烯酸鈉和聚丙烯-甲基丙烯酸鈉按11比例混合而成,它是80年代出現的淬火介質;(2)我國的PAS-3水溶性淬火介質,以聚丙烯酸鹽為主要成分;(3)我國TZQ有機水性淬火介質,主要成分為丙烯酸衍生物的聚合物,含量為27%(重),此外還含添加劑0.63%。 

                性能:(1)冷卻曲線幾乎是直線形,蒸汽膜階段時間很長,冷卻速度慢,散熱均勻,這對于非馬氏淬火以及高淬透性、淬火易裂的鋼工件是有利的,可起到正火的效果,可避免淬火件表面脫碳和氧化。熱處理件的機械性能與調質處理相同,同時還具有很好的加工性能。由于取消了回火工序,簡化了工藝,可以節約能源,降低成本。它可代替油浴、鹽浴或鉛浴,用于易開裂工件的淬火。(2)用PAS-3進行淬火后,工件的表面硬度和心部硬度均能符合國家標準,金相組織與淬火油相同,均為4級。疲勞試驗結果與用N15號全損耗系統用油淬火較接近。(3TZQ的冷卻性能與PAS-3不同,蒸汽膜階段短,高溫區域冷卻速度較快,這對低淬透性鋼材的淬火有利。 

                用途:可用于汽車鍛件淬火、濃度5-10%的溶液可用于合金鋼的淬火。10-20%的溶液可用于不銹鋼的淬火。15-25%溶液可用于高速鋼淬火。PAS-3可用于拖拉機活塞銷20Cr鋼滲碳后淬火和低溫回火。 

                6)聚丙烯酰胺(PAM)水溶液: 

                介質組成:PAM分子量在150萬以上,有兩種水溶液:1號水溶液分子量為250萬以上,2號水溶液分子量為150-250萬,有效含量為7%,可完全溶于水中。此外還有固體的PAM產品,分子量各為300-500萬和500-700萬,水溶液中還要加入防銹防腐劑。 

                性能:水溶液中加有亞硝酸鈉,除有防銹作用外,還有破壞膜的作用,從而提高淬火臨界區域的冷卻速度,改善淬火條件(但亞硝酸鈉有毒)。前蘇聯某汽車廠的載重汽車的曲軸(軸徑100mm),過去采用油淬,后來為了提高淬透性和防止開裂,采用1-2%PAN+NaCL水溶液,淬火后軸徑可以全部淬透,經高溫回火后,心部和表面的機械性能基本一致,疲勞強度極限要比油淬高出25%,經濟效益好。 

                注意事項:亞硝酸鈉有毒,又會產生致癌物質,應改用其它無毒防銹劑。 

                7)木質素磺酸鹽: 

                介質組成:它是造紙廠亞硫酸紙漿廢液的提出物,通常使用濃度為5-15%,溶液中可加入碳酸鈉來調整。 

                性能:無毒,成本低(僅為淬火油的1/160-1/240),隨著它的濃度增加,蒸汽膜階段的時間就會延長,冷卻速度就會降低。木素磺酸鹽能被吸附于金屬表面,形成膠體膜,使冷卻速度明顯降低。 

                缺點:容易發霉,從而導致變質分解,影響淬火質量。它還有難聞的氣味。 

                8XL-氯化鋅水溶性淬火介質: 

                介質組成:XL主要是烷基苯的衍生物,有很高的抗氧化性和熱穩定性,它是褐色粘稠液體,相對密度為1.5,溶于水中后為真溶液,可以與氯化鋅等配合使用(加其它鹽類效果不如氯化鋅)。 

                性能:氯化鋅可在工作表面起破壞蒸汽膜作用,提高介質的特性溫度,縮短蒸汽膜階段的時間,提高淬火臨界區域的冷卻速度,在沸騰階段后期,由于粘度的增加和不斷在淬火工件表面產生的沉積物,減緩了熱的傳導,減低了冷卻速度,因而可降低淬火件內應力,防止開裂,并減小變形量。 

                用途:可用于45鋼,GCr15鋼等的淬火。 

                9511水溶性淬火介質: 

                介質組成:以高分子有機聚合物為主,加有淬火高溫區域冷卻速度調整劑,可以任意比例與水互溶,冷卻速度可調整。 

                性能:無毒、無味、防銹性能好,泡沫少,防腐性好,淬火后,熱處理件的硬度與金相組織都合格。 

                用途:可用于感應噴射淬火,碳鋼,合金結構鋼和軸承鋼的整體浸淬。 

                10)聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液: 

                介質組成:由N-乙烯基與吡咯烷酮聚合而成,分子量5-36萬(最佳為10-20萬),根據分子量的不同分為4個牌號,通常還加入15%以下的防銹劑(亞硝酸鈉,硼砂等和3%以下的防腐劑)。 

                性能:有很強的防止淬裂能力,可在較低濃度下使用,有一定的消泡、防銹性能。 

              缺點:在使用中,分子鏈容易斷裂,使分子量降低,影響淬火質量,故未被廣泛使用。 

                用途:可用于整體直接淬火,鍛造余熱淬火及感應淬火,使用溫度較寬(30-沸點附近)。 

                注意事項:亞硝酸鈉有毒,又會產生致癌物質,應改用其它無毒防銹劑。 

                11)三乙醇胺水溶液: 

                介質組成:水溶性好,可直接溶于水中。淬火濃度通常為5-8%。 

                性能:冷卻能力介于水和油之間,在低溫區域,冷卻仍嫌過快;當濃度為12%時,冷卻速度會顯著減慢。淬火工件不易生銹,用于鹽浴加熱淬火時不會與無機鹽起化學作用。 

                缺點:消耗能量較大,價格較高,淬火時會發生嗆人氣體。 

                用途:可用于中碳鋼淬火。 

                注意事項:使用溫度20-55℃。 

                12)乳化油淬火液: 

              介質組成:先用少量水(40℃左右)溶解乳化油,然后在室溫下再加水稀釋至所要求的濃度10-15%。69-1乳化淬火油可配成1-5%的水溶液使用。 

                性能:乳化油加入水中后,可使冷卻速度下降,使蒸汽膜的穩定性提高,沸騰階段向低溫區域轉移。69-1等質量較好的乳化淬火液不易變質發臭,使用壽命較長,防銹性好。 

                用途:可用于中碳鋼感應加熱淬火。 

                注意事項:使用溫度為20-45℃。

               


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