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淬火劑
高分子聚合物水溶性溶液
基本信息
| 外文名 | hardening agent |
簡介
淬火劑中的有機聚合物完全溶于水，形成清亮、均質(zhì)的溶液。但當(dāng)溫度超過 74℃（165℉）時，聚合物便會從水中析出分離，形成一層不溶解的相。該產(chǎn)品克服了水冷卻速度快，易使工件開裂；油品冷卻速度慢，淬火效果差且易燃等缺點。
特性
◆ 淬火劑水溶液在常溫下均勻透明溶液，當(dāng)溫度升高時，淬火劑溶解度反而會下降，溶液就從透明變?yōu)榛鞚幔竭_74℃時聚合物的線型大分子就會從水中析出，并與水完全分離。（這叫做逆溶性，74℃就是逆熔點）。
◆ 通過調(diào)整其水溶液的濃度，可在很大范圍內(nèi)調(diào)整其冷卻能力，可以得到介于水油之間，以及相當(dāng)于油或者更慢的冷卻速度，也可以和Quench PA配比使用來調(diào)節(jié)冷卻曲線。
◆ 淬火劑需要最少量的添加處理，因為它們和普通的聚乙烯醇和溶解油相比，不易變質(zhì)和被氧化。主要的添加工作就是補充蒸發(fā)損失掉的水。
◆淬火劑和普通的油性淬火油（劑）相比，能除去煙塵、煤灰和殘雜物。使設(shè)備維護和工廠清潔工作變得輕松簡單。
◆淬火劑在0℃（32℉）以下會凍住，使用前需要在室溫下解凍并混合，產(chǎn)品功能不會受到影響。
◆推薦最佳溶液溫度 20~50℃，應(yīng)不高于60℃。
淬火劑冷卻曲線
圖表1和圖表2顯示了Wonder Quench PE在實驗室測試時的冷卻率，實驗使用一個不銹鋼的測試圓柱體（長是直徑的4倍），在它的幾何中心安置有電熱偶。
圖表1用Wonder Quench PEE和傳統(tǒng)的淬火油做了比較。圖表2顯示了流體流動（循環(huán)）對濃度和浴溫都確定的Wonder Quench PE的影響。這些曲線僅對一般的比較有效。
特性曲線，30度
淬火過程曲線
使用方法
2、配置PAG淬火液時，先注入普通自來水至正常液面的50%，再加入所需PAG淬火劑原液，同時攪拌循環(huán)，再加自來水至正常液面。
手持式糖度折光儀
這種折光儀的使用方法如下：先開蓋板1，取出所測試的淬火液滴數(shù)滴于檢測棱鏡2的鏡面上，合上蓋板1，然后將蓋板朝向明亮處，邊觀察目鏡7邊轉(zhuǎn)動調(diào)焦圈，直到視場分界線清晰可見。讀出該分界線的刻度數(shù)，即為所測淬火液的折光率。
PAG淬火液濃度=折光率×2.5%
5、在使用海益PAG淬火液的過程中，應(yīng)酌情定期取樣測量并控制好它的濃度，以使淬火工件達到最佳。
6、PAG淬火液的溫度和冷卻性能有一定的關(guān)系，允許使用的溫度為0℃-60℃，推薦使用的最佳溫度為20℃-40℃. 工件在淬火液中攪動或者使淬火液循環(huán)流動都可以增大工件和淬火液之間的流速，從而增大工件的淬火冷卻速度。為使工件表面形成的聚合物包膜基本不被沖刷掉，攪動和循環(huán)產(chǎn)身的相對流速不宜過大，最好不要超過0.6m/s。
7、增加PAG淬火液的濃度，便可降低其淬火冷卻速度；反之，加入自來水降低淬火液的濃度，便可提高淬火冷卻速度。將淬火液加熱或在生產(chǎn)中停止冷卻循環(huán)，以升高淬火液的溫度，便可降低淬火冷卻速度；相反，降低液溫。則可提高淬火液冷卻速度，在淬火液濃度偏低時適當(dāng)提高液溫以防止淬裂；濃度偏高是加快工件的擺動以保證淬硬。在天冷液溫升不高時可采用較高一點的濃度，以便得到穩(wěn)定的淬火冷卻效果。天熱時采用低一點的濃度，以便得到穩(wěn)定的淬火冷卻效果。
合理選擇淬火劑
熱處理時，為了獲得馬氏體組織，工件的冷卻速度必需大于鋼的臨界冷卻速度，但冷卻速度過大（指在400℃以下時），由于奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的巨大組織應(yīng)力及因溫度差過大而產(chǎn)生的巨大熱應(yīng)力，兩者的疊加作用，將使工件有開裂或變形的危險。
實際上，工件所能達到的冷卻速度與鋼的比熱和導(dǎo)熱率，工件的尺寸大小，形狀和表面狀態(tài)以及淬火劑的冷卻強度有關(guān)。鋼的比熱和導(dǎo)熱率決定于鋼的化學(xué)成分，實際上是不可能改變的，其它因素也已固定，因此，只有選擇合適的淬火劑才可保證達到所要求的冷卻速度。
過冷奧氏體在各個溫度開始轉(zhuǎn)變時需有一定的時間過程即孕育期。孕育期愈短時，奧氏體愈不穩(wěn)定。一般來說，奧氏體最不穩(wěn)定的溫度在650~400℃之間，淬火時工件的冷卻層；盡快地通過此溫度區(qū)間，使不致發(fā)生珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。高于450℃時過冷奧氏體轉(zhuǎn)為穩(wěn)定，允許緩冷；但應(yīng)防止先共析體析出。低于400℃時，過冷奧氏體也比較穩(wěn)定。冷卻速度可以減慢，特別是通過Ms點時，應(yīng)在緩慢的冷卻速度下發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變這樣便可以防止或減少巨大的組織應(yīng)力及熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
淬火劑的影響
鋼的冷卻速度，決定于所用淬火劑的冷卻強度，而淬火劑的冷卻強度又受下列幾個因素的影響；(1)液體的比熱；(2)液體的導(dǎo)熱系數(shù)；(3)液體的粘度；(4)液體的揮發(fā)性；(5)液體的運動情況。比熱的大小，決定其吸熱的能力，比熱愈大，則溫度上升愈少，容易吸收大量的熱，使鋼速冷。導(dǎo)熱系數(shù)的大小亦與吸熱的速度有關(guān)，導(dǎo)熱系數(shù)愈大，則在一定時間內(nèi)可以導(dǎo)出較多的熱量，故冷卻也就愈快。液體的粘度大時，運動便不靈活，由對流作用而導(dǎo)去的熱量就少，因此使冷卻能力減低。揮發(fā)性的大小與液體的氣化溫度有關(guān)，氣化的蒸汽圍繞工件的周圍，妨礙冷卻，故揮發(fā)性低的液體有較大的汽化熱，不易成氣體，因而處于淬火件表面的氣體便少，淬火便較激烈。由此可知，所用的淬火劑，是以比熱大、導(dǎo)熱系數(shù)大、粘度小而又不易揮發(fā)的，其效果最為理想。此外，對淬火劑的攪動，能破除淬火初期所形成的蒸汽膜，因此大大增加淬火劑的冷卻強度。
高頻淬火劑
假如中碳鋼用水淬火，鋼的冷卻速度快，可得到高強度，但易出現(xiàn)裂紋，制品耐用年限短。另一方面用油淬火，雖然不會發(fā)生裂紋，但冷卻速度慢，得不到足夠的硬度。把這種淬火劑改為聚乙烯醇水溶液，可消除水淬火的缺點。高聚合度的部分醇解聚乙烯醇PVA-224，適合此種用途。
使用方法，用聚乙烯醇0.05~0.3%的水溶液，以噴霧法或浸漬法進行淬火。此時，聚乙烯醇的濃度若低，就會出現(xiàn)一種類似水淬火的情況、聚乙烯醇濃度若高，就會出現(xiàn)一種類似油淬火的情況，因此必須找出有效的濃度。
使用聚乙烯醇水溶液的優(yōu)點如下：
①通過對聚乙烯醇濃度的調(diào)節(jié)，便可得到一種水淬火和油淬火的中間性質(zhì)的鋼，而且可以任意改變其性質(zhì)。
②鋼不出現(xiàn)裂痕。
③通過進行噴丸硬化，可延長制品的耐用年限。
應(yīng)用
在世界上聚合物是應(yīng)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(yè)的鋁合金和鈦合金，合金鋼鍛模的淬火，大轉(zhuǎn)矩柴油機曲軸感應(yīng)加熱淬火等。淬火劑主要應(yīng)用于以下淬火范圍：
◆用于在傾爐、車底式爐和坑式爐中加工的大型合金部件，感應(yīng)加熱成形的部件或合金。
◆用于在使用燃?xì)狻⑻烊粴夂吞嫉矟B氣的熔爐中需要油淬火的加工部件（間歇式和連續(xù)式操作）。
◆大批量的汽車、拖拉機齒輪等零件的淬火（連續(xù)式滲碳生產(chǎn)線或箱式多用爐）
產(chǎn)品包裝及保存期
包裝為200KG/桶，陰涼貯存，保存期2年。
淬火劑
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