淬火冷卻介質(zhì)的特性曲線及應(yīng)用

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1、冷卻特性曲線的說(shuō)明淬火介質(zhì)的冷卻過(guò)程分三個(gè)階段：蒸汽膜階段、沸騰冷卻階段、對(duì)流冷卻階段（見(jiàn)下圖所示）。用符合ISO9950標(biāo)準(zhǔn)的ivf冷卻特性測(cè)試儀測(cè)出的冷卻特性曲線（如下圖）有幾個(gè)特征值對(duì)淬火油的淬硬能力有重要影響。第一個(gè)是油蒸汽膜冷卻階段向沸騰冷卻階段轉(zhuǎn)變的溫度，即圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度，叫做（上）特征溫度;第二個(gè)是出現(xiàn)最高冷卻速度的溫度，即圖中B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度;第三個(gè)是最高冷卻速度值，即B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的冷卻速度值;第四個(gè)是對(duì)流開始溫度，即C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度。如何從冷卻特性選用淬火介質(zhì)熱處理淬火介質(zhì)，用的首先是它的冷卻性能。因此，在確定介質(zhì)的類別后，我們主張按介質(zhì)的冷卻特性來(lái)選擇介質(zhì)的品種。比如，

2、當(dāng)我們確定應(yīng)當(dāng)選用快速淬火油后，具體的品種就應(yīng)當(dāng)根據(jù)工件特點(diǎn)和熱處理要求從油的冷卻速度分布上去選。不管選用何種淬火介質(zhì)，大致都可以按以下五條原則進(jìn)行選擇。一看鋼的含碳量多少──含碳量低的鋼有可能在冷卻的高溫階段析出先共析鐵素體，其過(guò)冷奧氏體最易發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變的溫度（即所謂"鼻尖"位置的溫度）較高，馬氏體起點(diǎn)（Ms）也較高。因此，為了使這類鋼制的工件充分淬硬，所用的淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)有較短的蒸汽膜階段，且其出現(xiàn)最高冷卻速度的溫度應(yīng)當(dāng)較高。相反，對(duì)含碳量較高的鋼，淬火介質(zhì)的蒸汽膜階段可以更長(zhǎng)些，出現(xiàn)最高冷卻速度的溫度也應(yīng)當(dāng)?shù)托?。二看鋼的淬透性高低——淬透性差的鋼要求用冷卻速度快的淬火介質(zhì)，淬透性

3、好的鋼則可以用冷卻速度慢一些的介質(zhì)。通常，隨著鋼的淬透性提高，過(guò)冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的“C”曲線會(huì)向右下方移動(dòng)。所以，對(duì)淬透性差的鋼，選用的淬火介質(zhì)出現(xiàn)最高冷卻速度的溫度應(yīng)當(dāng)高些；而淬透性好的鋼則低些。有些淬透性好的鋼過(guò)冷奧氏體容易發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，要避開其貝氏體轉(zhuǎn)變，也要求有足夠快的低溫冷卻速度。三看工件的有效厚度大小——如果工件的表面一冷到Ms點(diǎn)，就立即大大減慢介質(zhì)的冷卻速度，則工件內(nèi)部的熱量向淬火介質(zhì)散失的速度也就立即放慢，這必然使工件表面一定深度以內(nèi)的過(guò)冷奧氏體冷不到Ms點(diǎn)就發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變，其結(jié)果，淬火后工件只有很薄的馬氏體層。由于這樣的原因，當(dāng)工件比較厚大時(shí)，為得到足夠的淬硬深度

4、，所用淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)有較快的低溫冷卻速度。而薄小的工件則可以選用低溫冷卻速度較慢的淬火介質(zhì)。四看工件的形狀復(fù)雜程度——形狀復(fù)雜的工件，尤其是有內(nèi)孔或較深凹面的工件，為減小淬火變形或需要把內(nèi)孔淬硬時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用蒸汽膜階段較短的淬火介質(zhì)。這是因?yàn)?，?nèi)孔或凹面內(nèi)部散熱較其它部位慢。工件的其它部位冷得快先進(jìn)入沸騰階段獲得快冷，而內(nèi)孔或凹面內(nèi)仍被蒸汽膜籠罩，冷得很慢。這種冷卻速度上的差異可能引起較大的淬火變形和凹面的硬度低下。解決這類問(wèn)題的辦法是，選用蒸汽膜階段較短而冷卻速度又較快的淬火介質(zhì)。當(dāng)然，適當(dāng)加大內(nèi)孔與凹面內(nèi)的介質(zhì)流動(dòng)速度，也有同樣的效果。相反，形狀簡(jiǎn)單的工件則可以使用蒸汽膜階段稍長(zhǎng)的淬火

5、介質(zhì)。此外，工件的形狀越復(fù)雜，冷卻時(shí)的內(nèi)應(yīng)力就越大。據(jù)此，形狀復(fù)雜的工件允許的最高冷卻速度較低，而形狀簡(jiǎn)單的工件允許的最高冷卻速度則較高。五看允許的變形大小——從解決變形問(wèn)題的硬度差異法推知，變形要求小的，淬火冷卻中必須有較窄的冷卻速度帶；而允許的變形較大的，可以有較寬的冷卻速度帶。允許的冷卻速度帶寬的，采用能得到其淬火硬度要求的介質(zhì)，往往就能滿足變形要求。允許的冷卻速度帶特別窄的，必須采用能大幅度縮短工件冷卻速度帶的淬火方法。在能縮短工件冷卻速度帶的方法中，最簡(jiǎn)單和有效的是做等溫(或分級(jí))的淬火。等溫分級(jí)淬火介質(zhì)應(yīng)當(dāng)具備的特性，首先是蒸汽膜階段短，且液溫變化對(duì)冷卻特性的影響小；其次是

6、較厚大的工件應(yīng)當(dāng)選用冷卻速度快的淬火介質(zhì)，而較小的工件則應(yīng)當(dāng)選用冷卻速度較慢的介質(zhì)。生產(chǎn)中要處理的工件多種多樣。不同工件對(duì)淬火介質(zhì)冷卻特性的要求可能相容，即可以用同一種淬火介質(zhì)；但也可能不相容，即找不到共同適用的淬火介質(zhì)。因此，企圖尋找“一種理想的淬火介質(zhì)，能同時(shí)適用所有不同工件的不同要求”就如同想尋找一種藥物來(lái)包治百病一樣是不現(xiàn)實(shí)的，至少當(dāng)前是如此。淬火油的使用和維護(hù)1．整槽使用新油注意事項(xiàng)在倒入新油前必須認(rèn)真檢查清理好淬火油槽、冷卻系統(tǒng)和儲(chǔ)油箱。殘存的水、油泥和其它渣滓都應(yīng)清理干凈。如果是在舊的油槽系統(tǒng)中改進(jìn)新油，還應(yīng)當(dāng)把淬火油槽中油面以上槽壁和各種框架上的油污鏟除清理干凈。如果原

7、來(lái)的油渣和污泥混入新油中，不僅影響油的光亮性還可能改變油的冷卻特性。因此，清理工作應(yīng)當(dāng)做得比使用新油槽更徹底些。整槽注滿新油之后，一般不宜馬上就用于淬火。淬火油在生產(chǎn)、運(yùn)輸和傾倒過(guò)程中，總會(huì)帶入少量空氣。淬火油中溶解的空氣和分散存在的氣泡都會(huì)降低淬火油高溫階段的冷卻速度；應(yīng)當(dāng)加以去除。氣體在油中的溶解度是隨油溫的提高而降低的。提高油溫可以降低油的粘度而有利于氣泡上浮。因此，可以用提高油溫的辦法來(lái)去除新油中的氣體。粘度低的冷油，如今禹Y15系列油