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一、产品特性
ZM-P淬火剂属PAG类水溶性有机淬火介质,具有逆溶性(逆溶点见表1);冷却能力可通过调整淬火介质浓度进行调节;能解决水淬开裂、畸变,油淬硬度不足的问题;热稳定性好,长期使用不变质,寿命长,综合使用成本低;无毒,不产生烟雾,有利于环境保护;淬火后工件可不经清洗直接回火;
基于以上因素,PAG类淬火介质成为当今国内应用最广泛的水溶性淬火介质。
二、产品主要技术指标
1、理化指标 表1
外 观 | 淡黄色半透明粘稠液体 |
逆溶点 ℃ | ≥70 |
相对密度(20℃) | ≥1.068 |
运动粘度(40℃) | 650±20 |
凝点 ℃ | -10±1 |
PH值 | ≥10.5 |
防锈性 | 合格 |
三、工作原理
当灼热的工件淬入ZM-P淬火液中,即进入蒸汽膜阶段,介质冷却速度稍慢;然后进入沸腾阶段,工件急剧冷却,其烈度比油淬要强得多,故可获得比油淬更高的淬火硬度和淬硬层深度;此后,工件附近的介质已接近或达到逆溶点温度(浊点),由于逆溶性这一特点会使工件周围的PAG类物质大量析出,形成一层保护膜附着在工件上,此时进入到对流阶段,介质冷却速度比水慢得多,有效地解决了水在低温区(马氏体转变区)冷却速度过大的问题,能避免工件开裂、减少畸变(变形)。继续冷却过程中,当工件温度低于浊点时,包裹在工件上的PAG类物质又回溶到淬火液中(只有接触工件表面的极少数发生分解、断链,此部分与工件带出的少量淬火剂一起为淬火时的消耗)。
四、使用及控制方法
1、淬火液的配制
淬火液配制前,必须将淬火槽及循环系统清洗干净,保证其中无油污、脏物或残渣。在室温下,PAG类淬火剂即与水无限互溶,所以只须在室温下配制。先按体积比加入自来水,然后按所需比例加入淬火剂,加以搅拌循环,即可配制成均匀、稳定的淬火液。
2、使用方法
从热处理操作上看,ZM-P淬火剂的使用方法与水及淬火油基本相同,只是工件的淬火加热温度应比油淬时低些,与用自来水淬火时相同或稍高。
3、溶液浓度的选用及控制
⑴浓度选择
ZM-P淬火剂为100%原液,使用时必须根据实际情况用自来水稀释。下表为常用典型材料与溶液浓度对照表。表2未列材料请根据钢的含碳量及合金元素含量来对应选择。
表2
ZM-P淬火剂浓度 | 适用的代表性钢种 |
5-9% | 45、40Cr、T8、T10、20(渗碳淬火) |
10-12% | 20Cr(渗碳淬火)、40MnB、28MnSiB、60Si2Mn |
12-15% | 20CrMnTi、20CrMnMo(渗碳淬火)、60Si2Mn、40CrNiMo |
上表仅供参考,实际应用中,形状复杂、壁厚小的工件宜选用该范围的较高浓度;相反,形状简单、壁厚较大的工件宜选用该范围的较低浓度。首次调试应用,为安全起见,应从较高浓度试起,一般调试一、二次即可找到适合的浓度。
⑵浓度测控
a、检测浓度的最佳方法是采用冷却特性测试仪检测;
b、可用手持式糖度计(折光仪)来测定淬火液的浓度,由折光仪测出的伯利糖度数(BX),乘以2.5,即是淬火液的百分比浓度。如测出的BX值为4.4,则由4.4×2.5=11得 出所测淬火液浓度为11%。须注意的是折光仪在每次使用前须用当地自来水校零,使用后冲洗干净,擦干后待下次使用。
另外,上述所测浓度是以室温30℃为基准测出的,实际上水的折光率会随水温而变,大致规律是以30℃为基点,液温每升高15℃,其折光仪浓度降低1%,液温每降低15℃,其折光仪式浓度降低增大1%。例如:当时气温为15℃,折光仪浓度为4.4×2.5-1%=10%。
PAG类淬火介质具有逆溶性,淬火液只能在低于其浊点的温度以下正常使用,一般使用温度0~50℃。
4、淬火液的循环搅拌
循环搅拌一方面起调节液温的作用,另一方面又能获得均匀、稳定的淬火冷却效果。
5、使用范围
本品可用于高、中频喷淬和生产线、箱式炉浸入淬火,但不适宜盐浴淬火。
五、、淬火液的维护管理
1、淬火液的污染
淬火液在使用中都会受到污染,来自外部的污染主要有氧化皮、灰尘。氧化皮一般沉入淬火槽底部(通过定期除渣即可清除),灰尘易使淬火液轻微变脏。以上两种污染对淬火液冷却效果无明显影响。润滑油如流入槽中,应用棉纱吸去,碱类、盐类及其他可溶性无机物均会对冷却性能造成影响,故应避免带入;靠近红热工件部分的淬火剂,在淬火过程中有很少部分氧化分解,除生成CO2和H2O外,尚有断链成小分子量的部分留在淬火液中,不再起调节冷却速度的作用,即淬火剂消耗的部分之一(另一部分为工件带出)。
2、淬火剂的日常维护
⑴每周测一次浓度,低于标准则添加淬火剂,高于标准则加水;
⑵尽量延长工件在淬火液中的停留时间,以确保工件周围脱溶出的PAG充分回溶;
⑶工件出液后,用循环水冲洗,冲洗后的循环水达到一定浓度时倒回淬火液中回收利用。
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