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
) `# x/ f: p7 p8 n& S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。
  O3 v7 u/ V* O0 O- V
0 S" S; B$ N3 H" \$ w二、主要特点：
1、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。
4 Y& D8 Z9 J% C5 F5 @! R, _) K' {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。
- ?9 y/ w4 X- }/ y) p4、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。
1 ^9 K& l' H: J6 C9 X' u6、带出量少，使用成本低，综合经济性好。
三、 典型理化性能：
: @1 ]3 ^8 C- T. E+ E$ q
; f) W0 l) Y$ j4 b# G6 ?" T; Z外观(原液)        浅黄色透明液体
# o2 q: {0 t4 q/ _密度(15.6℃，g/cm3)        1.078
$ j7 s1 Q1 D  i$ hPH值        9.5
6 }# o1 [2 i  U; {) a粘度(40℃,Cst)        原液        280±20
        水溶液(37.8℃，Cst)        5%        1.17
                10%        1.90
% l2 E$ _' J. H& \* k2 @                20%        4.31
                30%        8.50
! }/ |3 x, V: E6 J% p, f防锈性        ≥5%具有良好的防锈性
; x" Y1 b" Y+ A5 l* b2 X5 D水溶性        74℃逆溶析出，74℃以下溶于水
- P0 q1 U) \; ~

* \% O0 F' i1 G# l  T8 N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：
7 l4 ^7 ~& `% `3 t! j淬火介质        温度        最大冷速（℃/S）        300℃冷速（℃/S）
水        35℃        221        102.4
) p% `- m* l- v$ z7 m; `+ Z% ITHIF-502水性淬火剂        5%        35℃        205        87.9
( D( v7 U" Y: E- ^9 G# k        10%        35℃        170        61.4
% _8 y) ]" ~  B1 p& q% P        20%        35℃        129        36.8
K油        50℃        101        14.0
6 X+ b& \  B, o( \# lG油        50℃        92        6.5
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：
40#钢，硬度单位HRC
淬火介质        Φ38.1mm        Φ25.4mm        Φ12.7mm
7 M8 r' x3 `0 A5 }        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
水        51        30        54        33        55        46
快速淬火油        28        20        43        20        45        20
中速淬火油        23        20        38        21        41        20
THIF-502水性淬火剂
- \7 ^) Q. u/ n9 L: B( }; }$ m1 F5%        50        28        53        31        55        45
10%        49        25        51        28        52        31
20%        32        23        38        25        41        25
; R, n' D9 _8 g5 z35%        28        20        35        21        39        20
( r8 L: w6 t9 x& r- |# H  f30CrMo钢,硬度单位HRC
5 O* e& j1 }$ X+ Z; J淬火介质        Φ25.4mm        Φ19.1mm
) f. Y- ]8 m4 Y6 l7 _* p        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
9 U5 ^0 p0 `& o; X* j# r水        51        43        53        52
20% THIF-502        40        38        49        49
  l1 i4 {5 G( w9 L  x! }淬火油        42.36        38-32        51-47        49-42
7 B2 i) Q5 {! Z7 l# p
- Z% \" U3 V4 f, c% |42rMo钢,硬度单位HRC
9 i: I/ |1 m9 t5 ^淬火介质        Φ38.1mm        Φ9.5mm
& M4 A# o4 Q0 e2 @8 S        表面硬度        心部硬度        表面硬度        心部硬度
水        56        53        60        60
7 {# }. |. Y- u6 k20% THIF-502        53        52        60        59
9 m4 H) R% b7 d) Q, ?( m* U快速淬火油        53        47        59        58
/ J4 c' Q1 v% T9 p% f7 }) u4 S8 X9 p: T中速淬火油        50        43        57        55
# ^  p- c! _0 j( p9 N2 n  Y7 f                                
- M- D$ L* p/ g  J5 K& ]9 ?8 I. d适用于THIF-502淬火的钢种：碳钢        可淬硬性          高合金钢
3 Q% e2 D- N; `/ G低、中、高碳钢，                          大截面        截面复杂性                薄截面
* t& H( n0 u2 F4 z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
2 k( J# K+ S, x5 M# t& |% `. f# O1 d' STHI®F-502冷却能力范围示意图
4 W' S4 p9 K5 d, }& c: f五、适用范围:
THIF-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。
4 @- n4 b2 y$ |1、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。
2、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。
# l3 j' f* n0 x; ~$ u8 z+ @3、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。
4、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。
2 r6 C) M: a: G8 `六、使用方法：
- t5 y; D1 O4 w$ f" e' u1、 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。
5 K' r$ n0 l' U& r9 l: m2、 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。
- E( C- }- A% F: o! [3、 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。
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。
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。
, }* P' _/ E' ^% |3 ^1 y2、 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。
八、溶液的保养:
& J/ m! H5 x) m/ }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)。
& H6 I' S1 m2 j- c+ S2、 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。
% f/ a# H0 l/ N3、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。
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。
/ f5 f2 T; V3 y& e. J7 J. n+ I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。
% c0 {, {3 C4 K5 J+ G, h, z表  部分钢种适合的浓度表（参考值）
5%        10%        15%
30        T7        T7        40Mn2        40Mn2        GCr15SiMn
1 d' r6 V2 [7 T+ \35        T8        T8        GCr15        GCr15        50CrVA
. B! B3 h9 {, f6 B45        T10        T10        65Mn        65Mn        50Mn2
45B        T12        T12        60si2Mn        60Si2Mn        50CrMn
50        40Mn        40Mn        40Mn2V        40Mn2V        50CrMnVA
, z! }& p+ \8 Z& Q30Mn        40Cr        40Cr        GCr9SiMn        Gcr9SiMn        40CrMoB
60        GCr9        GCr9        42SiMn        42SiMn        38CrMoAL
65        30CrMnTi        30CrMnTi        50Cr        50Cr        55SiMnVB
3 @  ~$ k* j6 V; P/ t% Q* A30Cr        35CrMo        35CrMo        40MnB        40MnB        
        42CrMo        42CrMo                        
        Gcr6        GCr6                        
( f, E6 @) R; S6 p& G6 I        40CrV        40CrV                        
3 n: x' u- r6 `- J% k渗碳淬火                                       
15        20Cr        20CrMo        20CrMnMo        20CrMnMo        
20        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。

  z0 I0 w* d( A2 D3 [, Y      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。

     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。