淬火介質分類及理想淬火介質

發布時間：2012-4-2 10:49:45

在淬火工藝中所采用的冷卻介質稱為淬火介質。淬火介質對保證淬火工藝的實施起著重要作用。淬火介質的分類如下：

類別		種類
第一類	液體淬火介質	水、水溶液（無機物水溶液、有機物水溶液、乳化液和兩種以上物質的混合溶液）、淬火油（普通淬火油、特殊淬火油、機械油和兩種以上的摻合油）、熱浴（熔融的鹽浴、堿裕、鹽堿混合浴和金屬浴等）
第二類	氣體淬火介質	空氣和氮、氬、氦等惰性氣體
第三類	固體淬火介質	金屬板、金屬模（內通水冷卻），還有固體粒子與壓縮空氣或水混合組成的流態床介質

在當前的熱處理生產中，作為淬火介質，約50%用水和鹽、堿水溶液，約40%用油，約5%用硝鹽浴，約3%用聚合物溶液，約1%用高壓惰性氣體，約1%用剛玉粉流態床等。淬火硬度不足、畸變及開裂是常見的弊病，至今人們也未找到理想的淬火介質。從冷卻特性角度講，希望淬火介質在冷卻初期，冷卻速度慢一些，避免處于奧化體和過冷奧氏體狀態的工件因冷卻速度快，收縮急劇而發生彎曲畸變；在過冷奧氏體最不穩定的區間（珠光體轉變曲線“鼻子”處，600~400℃），希望快冷，避免發生珠光體類轉變；又希望進入馬氏體轉變區（Ms點以下），冷卻速度愈慢愈好，緩解馬氏體轉變體積膨脹而產生的應力，防止開裂和減少畸變。圖2 -1為理想淬火介質的冷卻曲線。但是，對于珠光體轉變滯后貝氏體轉變突出一類過冷奧氏體連續冷卻轉變曲線（CCT曲線）的鋼種，如5CrNiMo錘鍛模具鋼（圖2 -2），為了避免在冷卻時產生上貝氏體而出現的脆性，要求淬火介質在貝氏體轉變區（350一400℃）有較快的冷卻速度。因此，由于各種鋼過冷奧氏體穩定性不同及實陳工件尺寸、形狀的差異，要求同時適合各種鋼材的淬火介質是不現實的，所以，理想淬火介質是不存在的。清水及無機物水溶液（鹽水、堿水）在馬氏體轉變區冷卻速度過快；有機物水溶液因淬火件帶走有機物，使濃度變化，需定期檢測與添加，另外，難以控制細菌繁殖，時間長了發臭；油在過冷奧氏體最不穩定區域冷卻速度慢，工件的淬火尺寸及鋼種受到限制，油易著火和老化；用于分級或等溫淬火的硝鹽浴和堿浴因冷卻能力低，同樣受到工件尺寸和鋼種的限制，而且硝鹽大于550℃時容易發生爆炸，且揮發性高，煙有腐蝕性，又易吸水，形成硝酸腐蝕工件。因此，淬火介質的研究方興未艾，人們一直在尋求資源豐富、無污染、冷卻性能優良且可調的淬火介質，發展的總趨勢是以水溶液代替油。本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書。

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