淬火工艺主要是用来提高工件的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,这些都是为了满足用户对工件的的使用,而在对金属进行淬火处理时,需要将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却。当然有关淬火的介质是有多种的,根据不同的需求可以选择不同的介质,下面是中华标准件提供的有关淬火三大介质的抉择。
1 自来水
感应淬火最常用的淬火介质是自来水,冷却方式多为喷射冷却。对于淬火零件每秒在单位面积的喷水量(流量)称为喷淋密度,不同种类的淬火工艺其喷淋密度也是不同的, 喷淋面积越大,在相同的压力下,喷淋密度越小,说明冷却能力越弱。在相同的喷淋面积上,喷水压力越大、喷淋密度越大,说明冷却能力越强。
2 聚乙烯醇合成淬火剂
聚乙烯醇原来是作为生产维尼隆和粘结剂的原料。根据它的聚合度和醇解度不同,可以有很多品种。制作合成淬火剂的聚乙烯醇是由水溶性较好、性能比较稳定的聚合度为1750 、醇解度为88%的聚乙烯醇,配制成浓缩液。为了防止腐败加入防腐剂(苯甲酸钠或福尔马林);为了防止在淬火过程中产生大量泡沫,加入了消泡剂(太古油或硅油等);为防止工件淬火后生锈,加入防锈剂(三乙醇胺及亚硝酸钠等)。合成淬火剂的浓度为10%左右,使用时加水稀释成浓度很稀的淬火水溶液,聚乙烯醇含量在0.05%-0.5%之间,根据工件的具体要求进行调整。
3 聚醚(聚二醇)水溶液
聚醚系由环氧乙烷和环氧丙烷以不同比例聚合而成。其主要特点是具有逆溶性。在常温下完全溶于水,可以制成不同浓度的水溶液,当液温高于75 ℃ 时,聚醚从水中析出,低于这一温度又重新溶解于水,这种性能称为逆溶性,该温度称为逆溶点。工件在聚醚介质中冷却时,由于工件周围的介质温度升高,使聚醚析出并在工件表面形成薄膜,这层薄膜的存在降低了淬火介质的冷却能力,减慢了工件的冷却速度。溶液中聚醚的浓度越高,逆溶性产生的薄膜越厚,工件的冷却速度越缓慢。当工件的表面温度低于逆溶点时,聚醚薄膜又溶于介质中去。这一特性对防止工件淬火的开裂与变形有良好效果。
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