真空油的选用与维护

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真空热处理技术具有无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、变形微小、热处理零件综合力学性能优异、使用寿命长、节能等一系列优点。近三十年在我国取得迅速发展，目前在航空航天工业、工模具、精密零件、油泵油嘴等产品质量要求较高的机械产品零件上得到了广泛的应用。
真空油淬是真空淬火处理中最常见的方式，淬火冷却的好坏直接决定了工件淬火后的组织和性能。如图1所示，在淬火冷却过程中，经过加热的工件要经过蒸汽膜（Ⅰ）、沸腾冷却（Ⅱ）和对流冷却（Ⅲ）三个阶段。在最初的蒸汽膜冷却阶段，若蒸汽膜时间过长，特性温度（TA）较低，会造成工件的硬度不足或不均匀；在沸腾冷却阶段，若冷速过慢低于工件组织转变的临界冷却速度，会使冷却曲线穿过C曲线而出现非马氏体组织，不但影响淬火硬度，而且可能会在回火后形成机械性能的缺陷区，从而造成工件的过早失效，影响工件的使用寿命；在对流阶段，工件开始发生马氏体转变。若该阶段冷速过快导致过大的组织转变应力，引起变形、开裂。蒸汽膜阶段较短，最大冷却速度大于工件临界转变冷却速度，具有合适的低温冷却速度。
真空油淬时淬火介质一般采用真空油而不采用普通淬火油，这是因为：1）普通淬火油饱和蒸气压高，在真空条件下易挥发，甚至处于沸腾状态，使油的物理特性改变，冷却能力降低，而真空油饱和蒸气压低，不易蒸发，可以减少对真空设备的污染；2）在正常大气压下，普通淬火油的淬火冷却能力可能略高于真空淬火油的淬火冷却能力，但随着真空压力的降低，普通淬火油随着压力的降低淬火能力下降的非常明显，而真空淬火油能够在较大的压力范围内（低于大气压）保持接近大气压力的冷却能力。真空油淬一般是在负压状态下进行的，因而真空淬火冷却时淬火介质应该选择专用的真空淬火油，以保证在负压状态下有能够接近或达到正常压力时的淬火冷却能力。
1真空淬火油技术要求和选用
根据上述的分析和介绍，真空淬火油应具有如下特性：
1）饱和蒸气压低，在低气压下蒸发少，抗气化能力强，不易挥发，易抽真空，不污染真空系统；
2）临界压强（得到与大气压强下有相同的淬火能力的最低气压）低，随气压降低冷却能力变化不大，在真空下仍有一定的冷却速度；
3）淬火后工件表面光亮度高；
4）化学稳定性好，使用寿命长，杂质与残碳少，酸值低。
为了使真空油满足上述条件，油品本身的品质非常重要，在专用淬火油中，油品的性质取决于基础油和添加剂的品质及配方技术。基础油部分约占淬火油总量的90%左右，基础油的纯度、抗老化性能、抗气化能力等各项指标对淬火油的性能及使用寿命起到至关重要的作用，质量较高的淬火油基础油部分多采用Ⅱ、Ⅲ类基础油，添加剂应该保证在负压条件下淬火时能增加油的冷却能力，同时保持真空油淬火时具有较好的光亮性以及与基础油有良好的亲和性，保证淬火油的长期稳定使用。
真空油的选用上，在保证真空油品质的前提下，应根据具体的材质类型、工件大小和技术要求选择合适的真空淬火油。如对较大尺寸、较低淬透性的工件，应选择冷却速度快的真空淬火油，如KR328；对于淬透性好、工件尺寸小、变形量要求高的工件，应选择冷却速度慢的真空油，如KR368。
2真空淬火油使用及日常维护管理注意事项
真空油的油品本身至关重要，正确的使用方法和良好的维护对真空油的质量和使用寿命同样有很大的影响。在真空热处理过程中，会出现诸如真空油冒泡、油面有沸腾现象出现、工件表面光亮性差、淬火后硬度不足或变形大等问题，在保证油品本身没有问题的情况下，我们在日常的使用方法和维护也非常重要。
2.1真空油的脱气处理
真空油中含有气体和水分对真空油的使用有很大的影响，主要有以下方面的变现：
1）在对淬火室进行抽真空时，会造成真空油外溢，污染真空室；
2）影响工件表面的光亮性。
在首次使用真空油或添加新的真空油时，应对新的真空油进行脱气处理，这是因为真空淬火油在长期储存和运输中将含有气体，脱气的目的就是去掉真空油中的气体，脱气后的真空油就可以正常使用了。
正常生产过程中，由于零件的进料和出料，在炉门的打开过程中会带入些许空气，使淬火油中含气量增加。当含气量达到一定程度时，零件淬火出炉后表面颜色会变成暗灰色，严重时还会污染真空系统。所以在日常生产中，应定期对淬火油进行简易脱气处理并注意保持冷却室（前室）真空度在较高的真空状态下，以减少气体对零件淬火质量的影响。
2.2水分对真空油的影响
水分对油的危害相对来说是较大的。油中含水会有如下表现：
1）水分会造成工件表面变色，影响工件的性能指标；
2）淬火后工件变形甚至开裂；
3）加速油品老化；
4）安全隐患。
所以应定期检测油中的含水量。如果确定油中含有水，应及时在淬火介质生产厂家的指导下进行除水处理，并查找出进水的原因，防止水再次进入油中。
2.3真空淬火时充气压强控制
如前面所述，在真空状态或小于真空油的临界压强下，真空淬火油的冷却能力会下降比较明显，对某些淬透性较差的钢或尺寸较大的工件可能达不到淬火的目的，因而在淬火前需向淬火室内充入高纯的中性或惰性保护气体，使淬火室内达到一定的压强，从而实现淬火目的。从理论上讲，淬火时只需要充气压力达到临界压强即可获得接近标准大气压下的淬火效果。如果提高充气压力，可以提高油的蒸发和凝结温度，可以避免因为油本身瞬时升温造成的挥发损失，减少油蒸汽污染加热室和冷却室。淬火时建议选用较高的充气压强，一般推荐充气压强在5×104Pa左右。
2.4油温使用
真空油应在一定的温度范围内使用（一般推荐在30-80℃温度范围之间使用），这是因为温度过低时，油的粘度大，冷速降低，淬火后的工件硬度不均匀，表面不光亮；若油温过高，将使油迅速蒸发造成真空室污染，过高的油温也会加速真空油的老化。所以真空油槽应设有加热和冷却装置。为了使油槽内的油温均匀，还应安装搅拌装置以加强真空油的循环和对流，合适的搅拌强度会破坏蒸汽膜和加强对流效果，提高真空淬火时的淬火烈度。
2.5定期进行油品检测
真空油在使用过程中，除了进行正常及时的补充，还应定期进行检测真空油的含水量、运动粘度、油渣含量及冷却特性等参数，使真空油在正常指标下使用，保证真空淬火质量。真空淬火介质生产厂家应积极协助客户进行油品管理，指导客户进行正确的使用和维护，保证生产的顺利进行。
3结束语
为了保证真空淬火油在生产现场的正常使用，必须从真空淬火油产品质量和使用维护上进行保证：
1）真空淬火油本身应具有低饱和蒸汽压、低临界压强以及长期的使用稳定性。
2）使用中应加强维护与管理，定期进行脱气、脱水处理。
3）定期对淬火油各项性能指标进行检测。