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傳統淬火介質和新型介質的冷卻特性對比

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傳統淬火介質和新型介質的冷卻特性對比

發布日期:2017-11-09 00:00 來源:http://www.5154092.com 點擊:

工件進行淬火冷卻所使用的介質稱為淬火冷卻介質(或淬火介質)。理想的淬火介質應具備的條件是使工件既能淬成馬氏體,又不致引起太大的淬火應力。這就要求在C曲線的“鼻子”以上溫度緩冷,以減小急冷所產生的熱應力;在“鼻子”處冷卻速度要大于臨界冷卻速度,以保證過冷奧氏體不發生非馬氏體轉變;在“鼻子”下方,特別使Ms點一下溫度時,冷卻速度應盡量小,以減小組織轉變的應力。

較具代表性的傳統淬火介質是水和普通機油。現在,大家多習慣于用符合國 際標準(ISODIS9950)的冷卻特性儀,來測量這些液體淬火介質的冷卻特性。一般認為,自來水的主要缺點是低溫冷卻速度過快,使很多工件在其中淬火會開裂。普通機油的主要不足是蒸汽膜階段長和冷卻速度偏慢,這使淬透性較差或者有效厚度較大的工件淬火后硬度不足且變形較大。為此,一般認為,研究開發新型水溶性淬火介質的首要目標是降低水的冷卻速度,尤其是水的低溫冷卻速度;而開發新型淬火油的重要目標則是縮短油的蒸汽膜階段和提高油的冷卻速度。

國內外研究開發出了多種新型淬火介質產品,并在熱處理生產中得到應用。到目前為止,用得較成功的水性淬火介質是PAG類的產品。而得到廣泛應用的新型淬火油主要是快速淬火油和等溫分級淬火油。因為工件淬火冷卻的需要才使用淬火介質,因此我們首先注意的是它們的冷卻特性。為了獲得前后一致的產品質量,要求在長期和大量生產中介質的冷卻特性保持相對穩定。除了冷卻特性及其穩定性之外,對淬火介質還有其它一些輔助性能上的要求。對于淬火用油,這些輔助性能包括不易著火、光亮性、防銹性、消泡性和易清洗等。對于水性淬火劑,包括濃度易測易控、消泡性、防銹性、抑 菌性和對環境污染小等。

用自來水作冷卻介質,除了它的第 一大缺點,即低溫冷卻速度過快以外,還遇到另外的問題。比如,多個工件采取比較密集的方式同時入水時,淬火后會有顯著的硬度差異。為此,現在的多用爐上基本不用水性淬火介質。又如,工件形狀復雜、尤其是有較深的內孔時,自來水中淬火后,除了有嚴重的硬度不均外,常常伴有很大的淬火變形。再如,象大型圓鋸片之類的大薄片狀工件,在自來水淬火后,往往出現特別大的變形翹屈。同樣的情況和工件,在油中淬火時,則不會發生這些問題。引起這些問題的原因是,水的冷卻特性對水溫變化太敏感。從蒸汽膜階段到沸騰階段的過渡期,是冷卻速度由慢到快的突變期。通常把這種突變對應的探棒溫度,稱為所測冷卻介質的特性溫度。在特性溫度以上,介質的冷卻能力很弱。而一旦進入沸騰階段,冷卻速度就驟然大增。同一工件的不同部位,有的在特性溫度之上,有的已經冷到了特性溫度之下,它們之間的冷卻速度差異,往往會引起大的淬火變形。工件的淬火溫度比介質的特性溫度高得越多,復雜工件上的冷卻情況差異就越大,且維持時間越長,工件的淬火變形也就越嚴重。降低介質的特性溫度,也有相同的影響。

淬火的目的是提高硬度、強度、耐磨性以滿足零件的使用性能。淬火工藝應用較為廣泛,如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鉆探機械、農機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。

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