水溶性淬火剂定级方法探讨

huahua

　一、水溶性淬火剂需要定级！

　　某弹簧厂得到一桶供免费试验的淬火剂，立即组织人员安排方案，对该厂常用钢种进行淬火试验……。两、三个月后，花费了大量的人力，留下一大堆试片，终于得出了结论："这种淬火剂在我们厂不适用"。──象这样的工作，一直在各地进行着。虽有少数工厂能选中适合的淬火剂，但总的说浪费很大，损失不小。

　　水溶性淬火剂类型很多，不同的类型有不同的特性，在同一类型中，不同的品种在性能上又有很大差异。当前尚没有统一的标准来指导工厂选用淬火剂。同时，不少淬火剂生产厂又不能提供正确及时的技术服务。在这种情况下，为避免上述盲目选择和试验，减少由此而造成的损失和浪费，很有必要给水溶性淬火剂建立一个简单实用而又科学的评判方法，用以对各种淬火剂品种进行定级，以利于用户工厂有针对地选择和使用。

　　二、用"300℃冷却速度"进行定级

　　作为淬火介质，自来水优于普通机油的特性是，在淬火冷却的高温阶段冷却速度相当快，因而有利于获得更高淬火硬度和更大的淬硬层深度。为什么又不能直接用自来水代替油进行淬火？原因是用自来水淬火时，钢件冷到低温阶段的冷却速度过大。研究开发水溶性淬火剂的第一指标，就是在保持或基本保持高温阶段冷得快的同时，降低水在低温阶段的冷却速度。低温阶段最有代表性的温度在300℃附近。我们把钢件冷到300℃附近时获得的冷却速度，叫做所用淬火介质的"300℃冷却速度"。

　　理论和经验告诉我们，淬火介质的300℃冷却速度对多数钢件淬裂与否起着决定性的作用，由此，本文选用300℃冷却速度值来对淬火介质定级。

　　选用最新国际标准(ISO/DIS9950)方法测定淬火介质300℃冷却速度，作为钢件300℃冷速的参考值来进行定级。

　　具体做法是：

　　1.取待测淬火剂或配制有代表性浓度的水溶液，在液温30℃不搅动条件下，测出其300℃冷却速度；

　　2.凭测定值按表1定级：

　　表1水溶性淬火介质定级方法

　　级别0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100测出的300℃冷却速度

　　(℃/s)?10 10～20 20～30 30～40 40～50 50～60 60～70 70～80 80～90 90～100 100～110

三、按级别选择合适的水溶性淬火剂

　　选择原则和步骤：

　　1.含碳量高、淬透性好的钢种，应选低级别的淬火剂(或淬火液浓度)。

　　2.在保证不淬裂的前提下，选用级别稍高的淬火剂(或淬火液浓度)可以获得更深的淬火硬化层。

　　3.在适合的级别中，应选择性能稳定，使用寿命长，容易管理且价格低的品种。

　　4.各钢种适用的参考级别范围见表3：

　　钢种适合的级别范围碳素工具钢70～110碳素工具钢低合金低碳钢50～80碳量较低的低偏中合金钢30～70高碳低合金钢中碳中合金钢(如弹簧钢)10～30

　　5.首先按上述步骤和资料选定水溶性淬火剂品种，再用它进行试验。此时，试验的目的就是熟悉用法，确定生产中合适的浓度和工艺参数，而不是所选的淬火剂品种是否适用，通常也不会造成本文第一部分所述的失败结果。

　　四、说明

　　1.碳量高的中合金钢和高合金钢，以及所有可以在静置空气中冷却淬火的钢种，都不能在水溶液中淬火。

　　2.可以调节浓度的水溶性淬火剂，通常只列出它代表浓度上的冷却速度级别。改变浓度，还可以获得不同级别的淬火介质，比如PAG类淬火剂。PAG类属浓度可变，因而冷却特性可调的淬火介质。通常降低浓度级别提高，升高浓度级别降低。本表以15%浓度定其级别，基本上指该种淬火剂可能达到的最低级别。

　　3.同一种淬火剂或淬火液浓度，当液温改变后，300℃冷却速度会发生变化，变化的规律大致为：淬火液温度升高，其300℃冷却速度会降低；淬火液温度降低，其300℃冷却速度则会升高。也就是说，淬火介质的级别是随液温升高而降低，液温降低而升高的。

　　4.在冷却速度曲线上有很短的蒸气膜阶段，不会影响钢件的淬火冷却效果，有时还有见效淬火初期热应力型变形的作用。但是，过长的蒸气膜阶段，则会降低淬火冷却效果。优良的水溶性淬火剂不应有过长的蒸气膜阶段。