目前,快速淬火油在热处理冷却介质中仍然占主导作用,淬火油的使用温度升高,会显著加快其老化的反应速度。油温每提高10℃,化学反应速度提高约2~4倍,原则上淬火油的使用温度在60~80℃。淬火油加热使用和与热工件反复接触,导致淬火油氧化和老化,是其在生产中的最大威胁。
长期的淬火操作使淬火油发生许多复杂的化学改变,从而引起油的特性的显著改变,也使淬火油不断老化,包括淬火油碳氢化合物热分解出易挥发的组分或气体及一些化合物的氧化,氧化产物经聚合会导致油的黏度增大,这是淬火油老化的机制反应。同时,油接触灼热工件表面被加热至较高的温度,引起油的断链和发生次级反应而生成分解产物,被氧化的碳氢化合物均处于高的不稳定状态,会发生聚合,形成油垢,甚至发生沾污工件和淤塞管路等严重后果。显然,淬火油使用过程中碳氢化合物氧化的机制应予以重视。
快速淬火油使用时间长了为什么会老化,这是淬火油在使用过程中不断地发生氧化,工件表面出现油泥和渍斑的主要原因。随着使用时间的增加,油的氧化越来越严重,黏度进一步增大,油泥也进一步增多,这些都使淬火油的冷却性能下降,以致使工件出现软点甚至淬不硬,金相检验显微组织:碳素钢中条块状团絮铁素体增多;合金钢中呈现下贝氏体组织。这时,其实质是淬火油在使用过程中发生了严重的氧化。
随着淬火油在使用过程中发生氧化,其羧(SUO-有机化合物中的含碳、氧、氢COOH的基叫羧基)酸含量会逐步升高,故可测试油的酸值来衡量其老化的程度。淬火油在连续使用2年以上后,酸值不断升高,在酸值达到1.0~1.5mgKOH/g左右时,生成羧酸的速率明显加快。淬火油品老化后,其冷却曲线反映在蒸气膜阶段缩短,最大冷速增大,冷却曲线整体向右上方移动,高温冷速加快,工件的可淬硬性下降。酸值达到1.5mgKOH/g是淬火油老化的量化指标,也是换油的依据,一般使用达到1年就应该换新油。防止淬火油品老化的措施有:使用加氢精制的基础油和复合抗氧化剂能有效改善油的抗氧化性能,为提高淬火油的抗老化性能,在使用淬火油时,应注意如下事项:使油处于循环状态,及时过滤,防止进水,不要部分换油,尽量降低淬火油的使用温度,减少污染等。
