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综述
耐磨钢铁材料水溶性淬火剂的应用
王定祥
(青岛市机械研究所,山东青岛266000)
摘要:耐磨钢铁材料零件采用水溶性淬火剂淬火是淬火技术的一个发展方向。取代水或油淬,
在水溶性淬火剂中淬火可使工件达到力学性能和显微组织要求,防止工件开裂,可在高、中铬
铸铁铸件以及高、中、低合金钢铸件的淬火中广泛应用。
关键词:耐磨钢铁材料;水溶性淬火;有机聚合物溶液;无机盐溶液
中图分类号:TG154.4文献标识码:A文章编号:1673-3320(2017)01-0005-05
Application of Water Soluble Quenchant to Wear-resistant Ferrous Materials
WANG Dingxiang
(The Machinery Research Institute Of Qingdao, Qingdao 266000, Shandong China
Abstract: Quenching of wear-resistant ferrous materials in a water soluble quenchent is a development
tendency of quenching technology. The quenching in water soluble quenchent instead of in water or
oil can cause workpiece to meet needs for mechanical properties and microstructure, and to prevent
the workpiece from cracking, bcing suitable to high- or mcdium-chromium iron castings and to hig
mcdium- or low-alloy stccl castings
Key words: wear-resistant ferrous material; water soluble quenchant, organic polymer solution
inorganic salt solution
耐磨钢铁材料产品生产制造中的热处理工序火介质和无机盐溶液淬火介质两类,水溶性淬火
是主要生产艺之一,热处理に艺一个关键环节介质的冷却速度介于水与油之间,与理想的淬火
是淬火,淬火是通过不同淬火介质实现。淬火介冷却曲线相近似。水溶性淬火介质配制的浓度较
质可以是空气、风、水雾、盐水、水、水浴性淬低时与水的冷却速度相接近,配制的浓度较高时
火介质、油及淬火用盐的熔融液体。淬火介质用与油的冷却速度相接近,因而避免水淬的开裂倾
得比较普遍的是水和油。水的冷却速度较快容易向,也避免了油温过高的起火问题。水溶性淬火
导致开裂,油淬不易井裂,但油淬要防火,需配介质冷却特性示意图见图1
备淬火油槽及其循环冷却系统,设备复杂。油淬
过程中的油烟以及油从工件上滴落造成对环境的
污染,因此想用另外一种环保的淬火介质来替代
油。水溶性淬火介质是一个很好的选择,不同种
类的水溶性淬火介质以及不同配比,可以使冷却
速度介于水与油之间,取代水或油满足工件的力
浓度高水溶性溶火介质
学性能,并不开裂。
1水溶性淬火介质
15M151105120111w11651s
水溶性淬火介质主要分为有机聚合物浴液淬
图1水溶性淬火介质冷却特性示意图
收稿日期:2016-11-18
作者简介:王定祥(1936-),男,教授级高级工程师,主要从事金属热处理、耐磨材料的研究、应用与开发。
2017年第1期
万方数据
?
铸造工程
Foundry Engineer ing
如 BTMSCR15、 BTMSCR20、 BTMSCI26等冷却均匀:o(PAG)=10%~20%的淬火介
铁耐磨耐蚀材料采用浓度高的水溶性淬火介质冷却速度比快速淬火油稍快。o(PAG)
质;如 BTMSCR5、 BTMS Cr8、ZGCr30Cr5Mo、
10%%~15%适合于ZGMS40 CINIMO钢的淬火;
ZGMS50Cr5Mo、ZGMS60Cr2MnMo、a(PAG)=15%~20%适合于ZGMS30 T5 Mo、
ZGMS85Cr2MnMo、ZG42 CRZSIZMNMORC等铸钢ZGMS50Cr6Mo、ZGBS60 rz o、
采用浓度低的水溶性淬火介质。
ZGMSB5 Cr2mnmo ZGMS25CR1OMNSIMON
以及ZG42 CTSIZMNMORE钢的淬火:
2有机聚合物溶液淬火介质
(PAG)=20%~30%的淬火介质冷却速度慢,
有机聚合物溶液淬火介质主要有PAG适合」 BTMSCR5、 BTMSCR8、 BTMSCR12、
Polyalkyicnc Glycols)聚烷撑乙一醇、PVA聚乙 BTMSCR15、 BTMSCR20、 BTMSCR26钢的淬火:
烯醇、PEO( oxazoline Polymcr)聚乙稀恶唑啉
(PAG)=35%适应于 BTM SCT32、 BTMSCR36
PAS聚丙稀酸盐水溶液及PAM聚丙稀酰胺水溶液钢的淬火。
等。以一种有机聚合物溶液内添加防锈剂、防
腐剂及消泡剂,与水制成有机聚合物溶液淬火介
质,目前商品化的较多。
85
有机聚合物溶液淬火介质的优点是消除火灾
400
危险,无需消防设备,淬火过程中不生成有害的
体与烟雾,环境清浩,溅出的淬火介质可以用
水清洗。通过改变淬火介质的浓度、温度可以调
20 do oooo T o 1d0 To T80 200-
冷却速度(C/min)
节冷却速度,以适应不同材料和不同厚度.件的
图2PAG含量对淬火介质冷却速度的影响
淬火冷却要求。淬火介质是稀释使用,首次投入
(温度40℃,进行强烈搅拌
费用低于油,节约成本。此类淬火介质热熔几乎
1-の(PAG)=59%2-(PAG)=10%
是油的两倍,对相同淬火量而言,温升大约?有
い(PAG)-15%4-o(PAG)-209%
5-0(PAG)25%6-0(PAG)35%
油的一半用量。此类淬火介质的冷却速度仍然不
温度对PAG淬火介质冷却速度的影响如图3所
能实现理想冷却曲线,受到材料种类、工件
示。在搅拌条件下最大冷却速度随温度升高而降
以及热处理实际生产条件的限制。但是该类淬火低。PAG淬火应在逆溶点以下使用,最高使用温
介质仍是发展的一个主要方向
度一般不应超过55℃。
2.1PAG有机聚合物溶液淬火介质
PAG淬火介质即聚烷撑乙二醇水溶液淬火
介质。聚烷撑乙二醇为中性非离子型聚合物,为
环氧丙烷的共聚物,添加防锈剂、防腐剂、消
400
泡剂、杀菌剂和水,形成一种不可燃、抗腐蚀、
完全溶于水的淬火介质,冷却能力介于水和油
l00
20406080100120140160180200
之间。调节其浓度,可使其冷却能力接近水,也
冷却速度/(℃/min)
可使其冷却能力接近于油,成为代替油的淬火介
图3温度对PAG淬火介质冷却速度的影响
质
(o(PAG)25%,进行强烈搅拌)
PAG有机聚合物物在水中具有逆