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[分享] PAG水溶性淬火液使用方法

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发表于 2009-9-19 20:09:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1. 浓度确定法

今禹8-20主要适用于碳素钢、低中合金结构钢、渗碳钢和弹簧钢制工件的整体浸淬,是这类钢件以水代油的合适介质,也适于做各类感应加热件的淬火之用。

今禹8-60主要适用于低淬透性钢制工件的整体浸淬,也适用于感应加热喷淋淬火和铝合金固溶加热淬火。

a、整体浸淬的浓度确定法

各类钢件作整体浸淬,包括渗碳和碳氮共渗后淬火的参考浓度可由表1确定。



表1的使用方法:

(1) 本表只列举了部分常用钢种,其他钢种可参照本表中相近碳含量和淬透性的钢种来确定使用浓度。

(2) 表中竖线把列举的钢种分为四组,各组的浓度范围都是可能的参考浓度。形状复杂、壁厚小的宜选用该范围的高浓度;相反,壁厚较大、形状简单的工件,尤其是调质淬火件,宜选用该范围的低浓度。

(3) 以上确定的是参考浓度,最好以此浓度为起点做试验,以便选出最佳使用浓度。试验中,如果用初次选定的浓度淬火后出现淬裂,往往是初选的浓度过低,应当提高浓度再试;如果出现淬火硬度不足,往往是初选的浓度过高,应当降低浓度再试。安全的做法是从较高浓度试起。一般试调一、二次即可找到适合的使用浓度。

b、感应加热淬火的浓度范围

PAG 聚合物对红热工件表面极好的润湿性使它成为当今最好的感应加热淬火介质。大量试验和生产经验证明,PAG淬火剂用于感应加热后的喷淋淬火可以消除淬火裂纹并获得比用自来水淬火更高更均匀的表面硬度和更深的硬化层深度。各类齿轮、曲轴、凸轮轴、轧辊、丝杆等的感应加热淬火,都可以使用今禹8-20或今禹8- 50等PAG类淬火介质。

试验研究和生产应用表明,热处理工艺参数的波动,如工件加热温度、淬火液浓度和淬火液喷淋速度等参数的变化对工件的淬火硬度和硬化深度影响极小。

各类钢件的感应加热淬火,可视其钢种和要求在以下范围确定合适的使用浓度:


感应加热喷淋淬火 今禹8-60 5~12%
                     今禹8-20 5~10%

感应加热后浸淬   今禹8-60 5~15%
                     今禹8-20 5~12%

碳含量低、淬透性又不高的钢件宜选浓度范围的下限,而碳含量偏高或淬透性较高的钢件宜选浓度范围的上限。

c、铝合金固溶处理的浓度确定法

时效硬化铝合金经过固溶加热后,需要足够快的淬火冷却才能保证晶界上不发生沉淀析出。高强度铝合金,固溶加热后的冷却速度越快,时效后的机械性能就越好。但是,过快的淬火冷却速度可能在工件不同部位间引起大的内应力而造成不规则的变形翘曲。因此,理想的淬火介质不仅应当有适当快的冷却速度,还要能很好地润湿铝合金工件的整个表面,以便实现不同部位的均匀冷却,来减小变形翘曲。

习惯上,时效硬化铝合金采用冷的到热的自来水淬火。然而,使用自来水有两大缺点:一是冷却速度随水温变化很大;二是水对铝合金表面的润湿性差,淬火冷却不均匀。多数铝合金固溶加热后要求它在400℃到300℃区间冷却得快,以保证不发生晶界析出。图2是经过500℃加热的镍铬合金探头在不同温度的自来水中淬火时的400℃冷却速度曲线。可以看出,水温变化对自来水的400℃冷却速度影响很大,尤其是50℃以上的热水。上述两种缺点共同作用的结果,往往引起工件的变形翘曲以及处理后的铝合金件强度不够高、抗晶界腐蚀能力差等缺陷。

PAG聚合物对红热的铝合金表面有很好的润湿性,改变浓度又可以配成不同冷却速度的淬火液,可适应不同的需要,因此,特别适合铝合金件淬火之用。图3是液温变化对不同浓度的今禹8-60淬火液的400℃冷却速度的影响曲线。可以看出,和自来水相比,用今禹8-60水溶液淬铝合金件有两大优点:第一,可以改变浓度来获得不同的冷却速度;第二,在任何选定的浓度上使用,液温变化对冷却速度的影响都很小,能保证接触不同液温的部位获得基本相同的淬火冷却速度,而使工件只发生极小的变形翘曲。



  

图4是浓度变化对今禹8-60淬火液的400℃冷却速度的影响曲线。利用图2和图4,可以容易地确定适合的使用浓度。办法是由原来用的自来水时的水温,从图2上找到对应的400℃冷却速度,再用该400℃冷却速度从图4上确定所需的今禹8-60的浓度。举例来说,原来用75℃的自来水,从图2上可找到其 400℃冷却速度约为70℃/s;再从图4上找到获得70℃/s冷却速度的今禹8-60浓度约为16%,依此类推。

国内外的生产应用表明,若用自来水淬火的变形量为100%,在适当浓度的PAG水溶液中淬火的变形量就可以减小到15%以内,而且变形只是简单一致的弯曲,容易矫直。

2. 淬火液的配制和淬火操作的方法

新配淬火液之前,应将淬火槽和循环冷却系统充分清洗干净。如果原系统用过油,必须用工业清洗剂做清洗。

配制淬火液的水没有什么特殊的要求,普通自来水就可以了。由于今禹8-20和今禹淬火介质8-60的比重与水非常相近,配制时用体积计和用重量计结果都无大的差别。

从热处理操作上看,今禹8-20淬火液的使用方法与用自来水基本相同,只是钢件的淬火加热温度可以比油淬时低些,但可以比自来水淬火时稍高些。

使用PAG淬火液要注意测量并控制好它的浓度。

3. 浓度测量、液温控制和淬火液的搅动

生产现场一般可用手持式糖度折光仪来测试今禹8-20和今禹8-60淬火液浓度。用测出的读数乘上2.5,即是今禹8-20或今禹8-60淬火液的重量百分比浓度。如测出的读数是4.0,那么,该淬火液的浓度就是2.5×4.0=10.0%。依此类推。

使用时间较长,污染较严重的淬火液宜采用其它方法测量其浓度。

生产中,宜将淬火液浓度波动控制在确定值的±0.5%范围内。

液温对淬火液冷却特性有较大影响。这里所说的液温是指工件淬入前淬火液的平均温度。PAG淬火液的允许使用温度为0℃到60℃。为了获得更加均匀的淬火冷却效果,生产中宜将液温控制在较窄的范围,比如控制在20℃到40℃或更窄的范围。

工件在淬火液中搅动或使淬火液循环流动都可以增大工件和淬火液之间的流速,从而增大工件的淬火冷却速度。为使工件表面形成的聚合物包膜基本不被冲刷掉,搅动和循环产生的相对流速不宜过大,通常应不超过0.6m/s。

4. 如何调节钢件的淬火冷却速度

淬火液的浓度、液温和与工件的相对流速是使用PAG淬火液时可以调节的三个基本工艺参数。这三个参数依下表所示规律影响工件获得的冷却速度。
三个参数的变化对冷却速度的影响 参 数 浓 度 液 温 相对流速
参数变化 提高 降低 提高 降低 提高 降低
冷却速度变化 降低 提高 降低 提高 提高 降低


a. 浓度的影响

补加今禹淬火剂增大淬火液浓度,便可降低其淬火冷却速度;相反,加自来水降低浓度,便可提高淬火冷却速度。

b. 液温的影响

将淬火液加热或在生产中停止冷却循环,以升高淬火液液温,便可降低淬火冷却速度;相反,降低液温,则可提高淬火冷却速度。

c. 相对流速的影响

搅动淬火液或摆动工件可以增大工件对淬火液的相对流速,从而提高其淬火冷却速度。相反,减小相对流速则可降低淬火冷却速度。

灵活运用好这三个因素,可以解决不少淬火冷却上的问题。比如,浓度偏低时适当提高液温来防止淬裂;浓度偏高时加快工件的摆动来保证淬硬。又比如,天冷液温升不高时采用较高的浓度,天热时采用较低的浓度,以便获得始终一致的淬火冷却效果等等。

该用户从未签到

发表于 2009-10-5 22:57:35 | 显示全部楼层
想请教一下,上述你只提到了PAG的效果。我想问下PAG淬火介质的分析、检测该如何进行? 还有就是废液的排放该如何处理才能符合GB要求?
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