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鋼淬火后使用的淬火劑冷卻強度影響較大的因素

 新聞資訊     |      2021-08-13

       鋼淬火后使用的淬火劑冷卻強度決定于所用淬火劑的冷卻強度,而淬火劑的冷卻強度又受下列幾個因素的影響;(1)液體的比熱;(2)液體的導熱系數;(3)液體的粘度;(4)液體的揮發性;(5)液體的運動情況。比熱的大小,決定其吸熱的能力,比熱愈大,則溫度上升愈少,容易吸收大量的熱,使鋼速冷。導熱系數的大小亦與吸熱的速度有關,導熱系數愈大,則在一定時間內可以導出較多的熱量,故冷卻也就愈快。液體的粘度大時,運動便不靈活,由對流作用而導去的熱量就少,因此使冷卻能力減低。揮發性的大小與液體的氣化溫度有關,氣化的蒸汽圍繞工件的周圍,妨礙冷卻,故揮發性低的液體有較大的汽化熱,不易成氣體,因而處于淬火件表面的氣體便少,淬火便較激烈。由此可知,所用的淬火劑,是以比熱大、導熱系數大、粘度小而又不易揮發的,其效果較好。此外,對淬火劑的攪動,能破除淬火初期所形成的蒸汽膜,因此大大增加淬火劑的冷卻強度。

       淬火劑水溶液在常溫下均勻透明溶液,當溫度升高時,淬火劑溶解度反而會下降,溶液就從透明變為混濁,到達74℃時聚合物的線型大分子就會從水中析出,并與水完全分離。(這叫做逆溶性,74℃就是逆熔點)。

       通過調整其水溶液的濃度,可在很大范圍內調整其冷卻能力,可以得到介于水油之間,以及相當于油或者更慢的冷卻速度,也可以和Quench PA配比使用來調節冷卻曲線。

       淬火劑需要少量的添加處理,因為它們和普通的聚乙烯醇和溶解油相比,不易變質和被氧化。主要的添加工作就是補充蒸發損失掉的水。

淬火劑和普通的油性淬火油(劑)相比,能除去煙塵、煤灰和殘雜物。使設備維護和工廠清潔工作變得輕松簡單。

       淬火劑在0℃(32℉)以下會凍住,使用前需要在室溫下解凍并混合,型材散熱器產品功能不會受到影響。水性淬火劑對黑色金屬及有色金屬均無腐蝕,淬火工件光亮且有短期防銹作用。

推薦溶液溫度 20~50℃,應不高于60℃。

       淬火劑中的有機聚合物完全溶于水,形成清亮、均質的溶液。但當溫度超過 74℃(165℉)時,聚合物便會從水中析出分離,形成一層不溶解的相。該產品克服了水冷卻速度快,易使工件開裂;油品冷卻速度慢,淬火效果差且易燃等缺點。

當用淬火劑的稀釋溶液冷卻熱的金屬時,液體有機聚合物會在金屬表面沉積,形成一層薄膜。可以通過調節薄膜的厚度部分地控制金屬的冷卻程度。薄膜的厚度則是通過調節淬火浴中淬火劑的濃度來完成。也可通過調節淬火液的溫度或攪拌程度來控制冷卻。淬火劑跟其他的水溶性聚合物淬火液(劑)的主要區別在于:控制熱轉換的多聚物成分不同。

       中碳鋼制品,例如作為拖拉機的傳動齒輪和車軸等的淬火劑,可使用聚乙烯醇水溶液。假如中碳鋼用水淬火, 鋼的冷卻速度快, 可得到高強度,但易出現裂紋,制品耐用年限短。另一方面用油淬火,雖然不會發生裂紋,但冷卻速度慢,得不到足夠的硬度。把這種淬火劑改為聚乙烯醇水溶液,可消除水淬火的缺點。高聚合度的部分醇解聚乙烯醇PVA-224,適合此種用途。

使用方法,用聚乙烯醇0、05~0、3%的水溶液,以噴霧法或浸漬法進行淬火。此時,聚乙烯醇的濃度若低,就會出現一種類似水淬火的情況、聚乙烯醇濃度若高,就會出現一種類似油淬火的情況,因此必須找出有效的濃度。

使用聚乙烯醇水溶液的優點如下:

1、通過對聚乙烯醇濃度的調節,便可得到一種水淬火和油淬火的中間性質的鋼,而且可以任意改變其性質。

2、鋼不出現裂痕。

3、通過進行噴丸硬化,可延長制品的耐用年限。

另外,根據不同使用條件,會出現聚乙烯醇水溶液發泡的情況,因此好使用消泡劑。

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