热处理水溶性淬火介质在国内热处理行业得到广泛应用,除了中低碳钢外,如合金钢,马氏体不锈钢、热作模具钢等类型的产品都在尝试采用水溶性淬火介质,且工艺控制的经验也越来越成熟,但是对于水溶性淬火介质浓度问题的控制往往会存在偏差,导致各种热处理质量问题。
目前,国内热处理淬火介质主要采用快速淬火油和水溶性淬火介质,它们在使用过程中与高温工件直接接触,不可避免会发生理化性能的变化,因此在使用过程中冷却性能均会发生一定程度的变化,需要有效地监控。一是提高淬火介质的稳定性,保证淬火工件的性能和变形在可控的范围内;二是提供有效的冷却性能监控方式,同时根据工况条件“量身定做”淬火介质优化方案,以保证淬火介质长期稳定的使用。
从多数企业的生产实践来看,快速淬火油主要用于合金结构钢的钢种及薄壁的螺栓、螺母及异型件;水主要用于碳素结构钢及形状简单的紧固件;PAG聚合物淬火介质介于水-油之间,在一定的条件可代替水,也可代替油,具有较宽的冷却烈度范围。
聚合物淬火介质可消除淬火油产生的油烟。减少碳排放,推广使用聚合物淬火介质是全球范围的趋势。聚合物淬火介质可完全符合安全生产要求,可以确认是我国紧固件热处理清洁生产的重要工艺材料。
目前聚合物淬火介质由于具有环保、技术和成本方面独特优势,其应用越来越广泛。近年来,为了减少热处理油烟排放,我国开发了多种环保减碳的新型淬火介质。当前聚合物淬火介质的使用约占整个淬火介质(油+聚合物淬火介质)的30%~40%。生产实践中,为提高淬火质量,对聚合物淬火介质的使用效果试验重现性,主要取决于搅拌的重现性,搅拌实际上是紊流。聚合物淬火介质的使用温度、浓度及搅拌是保证淬火质量的关键因素。
由于PAG聚合物淬火介质中细菌以有机物为原料并催化其发生变化,会加速聚合物淬火介质的老化,缩短淬火介质的使用寿命,并使对流阶段冷速加大,淬火时螺栓、螺母变形开裂倾向增大,从而使紧固件的淬火质量难以保证。现场只有调整浓度减慢冷速,但是效果并不明显。使用生物稳定的聚合物淬火介质AQ245以及环保性能优异的速冷剂,可以较好地解决变形与开裂问题。
首先采用新液配置不同浓度的淬火液,通过冷却特性测试仪测试不同浓度下淬火液的300℃冷速,从而建立不同浓度与冷速的标准表格或图谱,采用冷却特性测试仪是较理想的方法。其次,对于快速淬火油最好每年调换新油一次;水溶性淬火介质不同于淬火油,温度、浓度、搅拌强度对其冷却性能的影响较大,建议采用螺旋浆进行强力搅拌,以保证冷却的均匀性,从而获得组织和硬度的均匀性。
热处理淬火介质不管是水性还是油性介质,使用中都会逐渐变质,同时也都会受到污染。变质产物和外来污染物逐渐积累,都会影响到介质的使用性能。使用到一定时间后,都应当做整槽更换。据知,除只用于大型工件淬火的油外,大量处理一般中小型基础件的场合,国内外淬火油的使用寿命一般不超过三、五年。如果不做去污处理,就是PAG淬火介质的整槽更换时间一般都比三、五年要短。到了应当整槽更换的时候就做整槽更换,往往能保证热处理质量、提高生产效率、简化管理并减少介质消耗量,从而能降低生产成本。