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钢淬火后使用的淬火剂冷却强度影响较大的因素

 新闻资讯     |      2021-08-13

       钢淬火后使用的淬火剂冷却强度决定于所用淬火剂的冷却强度,而淬火剂的冷却强度又受下列几个因素的影响;(1)液体的比热;(2)液体的导热系数;(3)液体的粘度;(4)液体的挥发性;(5)液体的运动情况。比热的大小,决定其吸热的能力,比热愈大,则温度上升愈少,容易吸收大量的热,使钢速冷。导热系数的大小亦与吸热的速度有关,导热系数愈大,则在一定时间内可以导出较多的热量,故冷却也就愈快。液体的粘度大时,运动便不灵活,由对流作用而导去的热量就少,因此使冷却能力减低。挥发性的大小与液体的气化温度有关,气化的蒸汽围绕工件的周围,妨碍冷却,故挥发性低的液体有较大的汽化热,不易成气体,因而处于淬火件表面的气体便少,淬火便较激烈。由此可知,所用的淬火剂,是以比热大、导热系数大、粘度小而又不易挥发的,其效果较好。此外,对淬火剂的搅动,能破除淬火初期所形成的蒸汽膜,因此大大增加淬火剂的冷却强度。

       淬火剂水溶液在常温下均匀透明溶液,当温度升高时,淬火剂溶解度反而会下降,溶液就从透明变为混浊,到达74℃时聚合物的线型大分子就会从水中析出,并与水完全分离。(这叫做逆溶性,74℃就是逆熔点)。

       通过调整其水溶液的浓度,可在很大范围内调整其冷却能力,可以得到介于水油之间,以及相当于油或者更慢的冷却速度,也可以和Quench PA配比使用来调节冷却曲线。

       淬火剂需要少量的添加处理,因为它们和普通的聚乙烯醇和溶解油相比,不易变质和被氧化。主要的添加工作就是补充蒸发损失掉的水。

淬火剂和普通的油性淬火油(剂)相比,能除去烟尘、煤灰和残杂物。使设备维护和工厂清洁工作变得轻松简单。

       淬火剂在0℃(32℉)以下会冻住,使用前需要在室温下解冻并混合,型材散热器产品功能不会受到影响。水性淬火剂对黑色金属及有色金属均无腐蚀,淬火工件光亮且有短期防锈作用。

推荐溶液温度 20~50℃,应不高于60℃。

       淬火剂中的有机聚合物完全溶于水,形成清亮、均质的溶液。但当温度超过 74℃(165℉)时,聚合物便会从水中析出分离,形成一层不溶解的相。该产品克服了水冷却速度快,易使工件开裂;油品冷却速度慢,淬火效果差且易燃等缺点。

当用淬火剂的稀释溶液冷却热的金属时,液体有机聚合物会在金属表面沉积,形成一层薄膜。可以通过调节薄膜的厚度部分地控制金属的冷却程度。薄膜的厚度则是通过调节淬火浴中淬火剂的浓度来完成。也可通过调节淬火液的温度或搅拌程度来控制冷却。淬火剂跟其他的水溶性聚合物淬火液(剂)的主要区别在于:控制热转换的多聚物成分不同。

       中碳钢制品,例如作为拖拉机的传动齿轮和车轴等的淬火剂,可使用聚乙烯醇水溶液。假如中碳钢用水淬火, 钢的冷却速度快, 可得到高强度,但易出现裂纹,制品耐用年限短。另一方面用油淬火,虽然不会发生裂纹,但冷却速度慢,得不到足够的硬度。把这种淬火剂改为聚乙烯醇水溶液,可消除水淬火的缺点。高聚合度的部分醇解聚乙烯醇PVA-224,适合此种用途。

使用方法,用聚乙烯醇0、05~0、3%的水溶液,以喷雾法或浸渍法进行淬火。此时,聚乙烯醇的浓度若低,就会出现一种类似水淬火的情况、聚乙烯醇浓度若高,就会出现一种类似油淬火的情况,因此必须找出有效的浓度。

使用聚乙烯醇水溶液的优点如下:

1、通过对聚乙烯醇浓度的调节,便可得到一种水淬火和油淬火的中间性质的钢,而且可以任意改变其性质。

2、钢不出现裂痕。

3、通过进行喷丸硬化,可延长制品的耐用年限。

另外,根据不同使用条件,会出现聚乙烯醇水溶液发泡的情况,因此好使用消泡剂。

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