淬火剂的性能及优缺点？

tdragonfu

在热处理的过程中，淬火剂是必须的，请大家谈谈自己在实际生产中所用到的淬火剂的性能及优缺点。

[ 本帖最后由 tdragonfu 于 2007-9-1 07:28 编辑 ]

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据我使用情况看，淬火剂优势是十分明显的，相对于淬火油，没有着火的危险，作业环境好，没有油烟，长期使用便宜；
但是，在某些方面淬火剂效果不明显，如余热处理方面，供参考

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常用淬火介质是油、水再加上一些添加剂，其优缺点该如何评论呢？

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水性淬火剂
一、本淬火剂为浅黄色透明液体，加有防锈、防腐、润湿、杀菌等多种添加剂制成，对水有逆溶性。它克服了水冷却速度快，易使工件开裂，油品冷却速度慢，淬火效果差且易燃等缺点。

二、主要特点：
) h' N0 y) W$ E6 B& t) s6 T& D1、通过调整水溶液的浓度，可在很大范围内调整其冷却能力，可以得到近于水，或介于水油之间，以及相当于油或者更慢的冷却速度，以满足不同材料和工件的淬火要求。
2、无毒，无油烟，不燃烧，无火灾危险，使用安全，改善劳动环境，无环境污染。
3、淬硬层深，淬火硬度均匀，无软点，大大减小淬火变形和开裂的倾向，尤其适用于低、中碳钢感应及大件淬火。
4、对黑色金属及有色金属均无腐蚀，淬火工件光亮且有短期防锈作用,可不清洗直接回火。
5、不易老化，变质，使用寿命长。
% J# z, ?. B% o3 D6、带出量少，使用成本低，综合经济性好。
三、 典型理化性能：
% f* b& S; y$ u+ X! S
! F/ e0 N9 ?0 K% m, V6 n外观(原液)        浅黄色透明液体
- L  P/ X' c, K: ^: o1 R( b7 Y; l密度(15.6℃，g/cm3)        1.078
PH值        9.5
; K/ N: o( N) L4 L/ X6 C2 z粘度(40℃,Cst)        原液        280±20
        水溶液(37.8℃，Cst)        5%        1.17
/ _" v! W0 p2 ^$ R! ^9 V& s+ l1 D                10%        1.90
                20%        4.31
                30%        8.50
4 o6 @! c+ I: g防锈性        ≥5%具有良好的防锈性
5 a  |5 @+ ?, X6 M9 c7 p% X水溶性        74℃逆溶析出，74℃以下溶于水
+ v* M) i/ L5 j1 m! W% W

四 冷却特性：
恒鑫化工科技有限公司采用符合ISO9950标准的IVF冷却速度测试仪测得不同浓度THIF-502水性淬火剂与水的冷却速度值对比如下表：
淬火介质        温度        最大冷速（℃/S）        300℃冷速（℃/S）
: G+ A! u- T! C3 @8 t& B水        35℃        221        102.4
5 R7 E& q3 `+ {5 mTHIF-502水性淬火剂        5%        35℃        205        87.9
        10%        35℃        170        61.4
        20%        35℃        129        36.8
. W- `) [4 {2 a. w  FK油        50℃        101        14.0
* t# L. G9 C& ?. r- b4 k4 nG油        50℃        92        6.5
8 s9 N5 \* ]# y" [) c2 \2#机油        50℃        73        11.5
由上表可见，20%浓度以下的THIF-502水性淬火剂冷却速度介于水油间。不同浓度的THIF-502水性淬火剂冷却能力可参见以下数据：
' W7 t4 _. P" G; D40#钢，硬度单位HRC
) J) D0 X1 S2 i) S5 S! m淬火介质        Φ38.1mm        Φ25.4mm        Φ12.7mm
8 ~; s0 o* d1 q2 X7 A        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
+ T( C) T: K: E1 r" {: n4 a5 o水        51        30        54        33        55        46
" h1 ?8 P7 g0 ^/ Q$ x2 r快速淬火油        28        20        43        20        45        20
& c4 z! }% Y" L中速淬火油        23        20        38        21        41        20
THIF-502水性淬火剂
8 b: Y- a9 t; y' o6 g" e: `7 l5%        50        28        53        31        55        45
; M) t6 i; v7 e9 z0 M- [! k/ l10%        49        25        51        28        52        31
20%        32        23        38        25        41        25
35%        28        20        35        21        39        20
30CrMo钢,硬度单位HRC
淬火介质        Φ25.4mm        Φ19.1mm
        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
7 V( N9 t2 S3 J/ G. p5 G: O" l9 a水        51        43        53        52
5 {1 Y# b  W9 S7 }8 v9 Z8 N8 u20% THIF-502        40        38        49        49
淬火油        42.36        38-32        51-47        49-42

8 u, ]3 ?5 t! k( p' M9 g42rMo钢,硬度单位HRC
) x0 O( ?0 m2 i% @+ l$ ?  t) q- G/ L淬火介质        Φ38.1mm        Φ9.5mm
: p8 T5 u' D/ ?8 A        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
水        56        53        60        60
) g. u2 }; g/ ~3 d8 [20% THIF-502        53        52        60        59
快速淬火油        53        47        59        58
) ^  w" l8 U; D中速淬火油        50        43        57        55
                                
适用于THIF-502淬火的钢种：碳钢        可淬硬性          高合金钢
低、中、高碳钢，                          大截面        截面复杂性                薄截面
渗氮钢、碳氮共渗钢                ——————————————淬火烈度H
中、低碳低合金钢                        5        2        0.9                0.7         0.5                0.3                0.2
低渗透性钢                                        盐水        水        快速油        中速油        常规油        热油
THIF-502
THI®F-502冷却能力范围示意图
3 q/ N( r( G0 L( g4 s! L五、适用范围:
; u- `+ B; p5 _3 OTHIF-502水性淬火剂可用于锻钢、铸钢、铸铁以及冲压件等的淬火。适用于开口式淬火槽、连续炉、淬火槽外设的多用炉及感应淬火炉等。
- _) T4 i0 u3 ]. T1、锻钢：小至一公斤大至几吨的低淬透性锻钢或高淬硬性合金锻钢均可采用THIF-502水性淬火剂淬火，所用浓度随合金成份而异，介于10%至30%不等。
" y3 I7 A3 j9 B0 [* z' F2、铸钢：如同锻钢一样，单重悬殊，淬透性各异的铸钢和合金铸钢亦均可采用THIF-502水性淬火剂淬火，所用浓度随合金成份及铸件形体而异，介于10%至30%不等。
% L8 M3 O/ S+ s; A" H1 U3、铸铁：球墨铸铁及可锻铸铁通常使用20%-30%浓度的THIF-502水性淬火剂淬火。
0 ^$ c# G$ v) b: I. a4、感应淬火：对齿轮、心轴、凸轮轴、轴承轴颈等经常采用火焰或感应淬火，THIF-502水性淬火剂是淬火油的最理想的代用品，可完全消除油烟和火灾隐患。
以上只是THIF-502水性淬火剂的适用范围，现场可根据所处理工件的钢种、形状复杂程度、尺寸大小、工件热处理要求及车间的冷却设备情况综合考虑，最后选定浓度最好通过试验确定。
六、使用方法：
1、 由水或油换成THIF-502水性淬火剂，系统无需大的改动。如原有冷却循环装置（板式或管式换洗器，水塔，贮水池）油温可控制在80℃以下的系统，换用THIF-502水性淬火剂时只需彻底清洗干净系统即可。
* N$ v- Y; O/ h6 J/ H' i+ X2、 系统清洗：首先排净系统中的水或油，用清洗剂及水循环清洗剂漂洗系统管道。确认系统及管道清洗干净后，排放干净。注入清水至正常液面的50%，倒入所需THIF-502水性淬火剂原液，同时搅拌，循环，再加清水至正常液面。
* B! w  z" ]. V: Q% @/ b3、 系统匹配：淬火槽壁如涂有酚树酯漆，需去除。THIF-502水性淬火剂含有防锈剂，对淬火槽及工件有短期防锈作用。在使用过程中，硬水中的阴阳离子会消耗THIF-502水性淬火剂中的防锈剂，一般补加新液就补充了防锈剂浓度。
* h- k0 w5 A% N9 G6 [4、 不推荐使用电镀槽，软木和皮革不能用于水溶性淬火剂系统的密封。于氨气氛接触的THIF-502水性淬火剂系统中不能使用铜制元件。
/ R# C3 s# r+ x7 O% J% k七、注意事项：
1、 浓度控制：随着淬火溶液中THIF-502水性淬火剂原液浓度的增加，溶液的冷却能力明显下降。为了保证工件淬火后既达到要求的硬度又不出现淬火裂纹，就必须使淬火溶液中THIF-502原液的浓度稳定在一定范围内。在生产现场可以用折光仪监控THIF-502水性淬火剂原的浓度。新配制的THIF-502水溶液可用折光率读数乘2.5，即为其浓度值。在淬火剂使用过程中，折光率读数会受到系统污染的影响。为保证对槽液浓度的良好控制，应酌情定期取样测定运动粘度等性能以校正现场浓度值。
2、 温度控制：淬火溶液的温度和冷却性能有一定关系。推荐最佳溶液温度为30-40℃，应不高于55℃。为了保产品质量的稳定性，建议将淬火温度控制在尽量窄的范围内。槽液淬火前后的温升也一般不要大于10℃。最好配备冷却循环散热成套装置，如冬天室温过低，淬火前应考虑加热槽液或适当提高浓度。
: T8 i- A* y. p* q+ N八、溶液的保养:
1、 为了延长溶液的使用寿命，在使用中要注意适当搅拌。合理的搅拌可保证溶液的性能稳定，通常采用泵或螺旋桨进行。用泵搅拌时，溶液的流速以每秒一米以下为宜，要避免空气卷入液体内；用螺旋桨搅拌其转速以每分钟100-450转为宜。经常搅拌可防止霉菌的生成，并可使已生成的少量霉菌见光后死亡。防止霉变的另一种方法是在介质中加入适量防腐剂(如苯甲酸钠)。
2、 使用期限主要根据生产情况和维护的清洁程度而定。实践表明：经出厂检验合格的产品，应在两年期限内使用：若超出期限尚未使用，待复验合格后方可使用。
5 H7 A) w' {9 G3 h6 ]4 T* }$ G* {3、THIF-502水性淬火剂不会因寒冷而冻结，如冬季在室外长期停放后运进室内，使用前应把桶次来回滚动以保证混合均匀。
6 C1 g  C7 B- D# y" k+ m; _九、包装:
THIF-502水性淬火剂以208升铁桶包装，每桶25千克或200千克。
附录：
各类工件作整体浸淬，包括渗碳和碳氮共渗后淬火的浓度可参考下表。
表  部分钢种适合的浓度表（参考值）
4 I. s+ B5 f1 g( a+ L5%        10%        15%
30        T7        T7        40Mn2        40Mn2        GCr15SiMn
35        T8        T8        GCr15        GCr15        50CrVA
45        T10        T10        65Mn        65Mn        50Mn2
45B        T12        T12        60si2Mn        60Si2Mn        50CrMn
; w4 o: P- m* ^2 [50        40Mn        40Mn        40Mn2V        40Mn2V        50CrMnVA
7 n6 x; T( V) N' O6 r30Mn        40Cr        40Cr        GCr9SiMn        Gcr9SiMn        40CrMoB
3 Q4 v  E: r, {/ Z4 ^3 Q60        GCr9        GCr9        42SiMn        42SiMn        38CrMoAL
65        30CrMnTi        30CrMnTi        50Cr        50Cr        55SiMnVB
30Cr        35CrMo        35CrMo        40MnB        40MnB        
3 u4 `. P! X$ g; C! S( M        42CrMo        42CrMo                        
        Gcr6        GCr6                        
1 z- v+ q- ^: a+ s  N( y! M        40CrV        40CrV                        
渗碳淬火                                       
, |' [& T& a7 L5 `15        20Cr        20CrMo        20CrMnMo        20CrMnMo        
8 B/ E' z9 _7 _4 U$ V; a% l20        20CrV        20Mn2        20crMnTi        20CrMnTi        
        20CrNi        20CrNi

弯弯月

淬火液有水、油和热浴等多种，但使用最普遍的淬火液还是油。淬火油主要成分是矿物油，但是，淬火油易造成火灾、水质和大气污染等热处理公害，.而且必须有三氯乙烯脱脂剂等洗净。因此，水溶性淬火液(聚合物·淬火液)得到应用。可以认为今后的淬火液将被水溶性淬火液所取代.虽然用水作淬火液最简便，但淬火时多半发生淬火变形或淬火裂纹，所以使用时需要有技术，模压淬火和喷射淬火用水非常方便。使用淬火油的时侯，把油温加热到150℃∽180℃进行淬火，或加热·到且130℃∽150℃作改进的分级淬火，这对防止淬火变形和淬火裂纹是有效的。

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易溶于水，改变浓度可与水配制成多种不同冷却特性的淬火液，适于多类钢件作整体浸淬、感应加热淬火以及铝合金件固溶加热后淬火。能消除淬裂和软点，使工件获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度，并大大减小工件的淬火变形。
. t. z( U& C8 i  V* V
, x! Q; C" E  A8 o      浓度易测易控。通过控制浓度可以获得长期稳定的淬火冷却效果；PAG聚合物的化学稳定性高，使用寿命长；淬火液不燃烧，无火灾危险；淬火时无烟气，生产环境清洁；对工件和淬火槽有防锈作用；淬火后的工件可不清洗而直接回火。
' c* f1 f: I# i+ W* G  V4 ~
& l. a* E3 {2 a5 L; J     淬火剂所配淬火液的比重及比热与水基本相同。用淬火剂产品（原液）加水稀释成的淬火液对使用中的淬火槽、淬火液循环冷却系统以及淬火后的工件（回火及清洗之前）有一定的防锈性。水溶液都有较好的杀菌能力，能保证使用中的淬火液长期不发臭。