PAG水溶液淬火介質使用中的變化規律

發布時間：2012-5-11 10:49:26

PAG淬火劑是以特定的聚醚類非離子型高分子聚合物(PAG），加上能獲得其他輔助性能的復合添加劑和適量的水制成的。使用中，淬火液可能發生的變化主要有兩類：一類是其冷卻性能上的變化，另一類是其防銹和防腐敗等性能的變化。 PAG組分的變化淬火液的冷卻特性決定于其中PAG組分的特性和數量。其他提供輔助性能的添加劑對淬火液的冷卻特性幾乎沒有影響。淬火液中所含PAG聚合物的變化包括量的變化和質的變化兩部分。 ①淬火液中聚合物量的變化：生產中，工件帶出與受高溫氧化分解都會使聚合物的量減少。淬火過程中，工件周圍液溫升高，PAG聚合物從溶液中脫溶出來并靠其潤濕性以富水的包膜形式黏附在工件表上，從而調整工件的冷卻速度。工件冷卻下來后，黏附在工件表面的聚合物又會回溶到淬火液中。回溶需要一定的時間，而生產中往往等不到聚合物回溶干凈就將工件從淬火液中取走。因此，工件帶出的液體中，PAG含量往往高于所用淬火液中PAG的平均濃度。長期、大量淬火后，淬火液中PAG的相對濃度必然逐漸降低，而其他添加劑組分的相對含量就隨之增長。因此，回溶得越充分，淬火液中PAG組分的相對減少就越慢，即其冷卻特性越穩定。 ②PAG的氧化分解：配制PAG淬火液的聚合物具有很高的化學穩定性，在室溫下與一般的酸堿不反應。只有在250℃的高溫且又有氧存在的條件下才被氧化分解。淬火過程中，黏附在工件表面的聚合物膜大部分可以因為其中及其周剛的水分被汽化而保持在不高于水沸點的溫度，但緊貼在工件表面的部分仍然可能升到更高的溫度而發生氧化分解。分子量低的氧化分解產物呈氣體跑掉，其他部分則留在淬火液中。在高溫和機械剪切作用下發生斷鏈而又存留下來的PAG斷鏈產物也將不再具有原來的調整冷卻特性能力，而成為非有效成分存在于淬火液中。淬火液的濃度越大，淬火中工件表面形成的聚合物膜越厚，發生這種分解的量就越多。熱處理生產的產量越大，淬火液使用的時問越長，這種分解和斷鏈殘留物就越多。非PAG組分的變化 ①添加劑組分的質的變化：添加劑組分無逆溶性，始終平均分布在溶液中，加上其濃度低，受高溫影響少。因此，生產中發生變質的量也少，變質產物也基本不揮發。添加劑組分的質的變化，通常只降低淬火液的防腐敗性和消泡性等輔助性能，而基本不影響淬火液的冷卻特性。 ②添加劑組分量的變化：淬火工件帶走的液體中，PAG組分的相對濃度往往高于淬火液的平均值。因此，經過長期使用的淬火液，添加劑組分的相對濃度總是比新配制的高。然而，生產中作補充的淬火剎通常具有固定的組分比例。于是，淬火液使用得越久，淬火量越大，以及淬火劑補充量越多，淬火液中添加劑及其變質殘留物的相對濃度就越高，有效PAG組分的相對濃度也就越低。 ③自來水含可溶物的積累：自來水中加入PAG淬火劑而配制成PAG淬火液，因此，自來水也是這種淬火液的組分。生產中，自來水容易揮發，需要經常補充。自來水不是蒸餾水，其中含有少量水以外的物質。使用中，水揮發后，原來溶解在其中的不揮發物質將留下來。結果，水中這些可溶物及其在使用中的可溶變質殘留物的濃度會增高。這些物質在水中積累起來，濃度會越來越高。時間一長，有的得到飽和，更多的部分就進入沉渣中。 ④外來污染物：除淬火劑和水外，生產中不免會給淬火液帶進其他物質，如工件帶入的氧化皮以及現場常見的可溶和不可溶物質。其中的不溶物有的形成沉渣，有的懸浮在淬火液中。可溶物也成為溶液的組分，并通過積累使濃度增大。這些可溶和不溶的外來物質就構成淬火液中的外來污染物。外來污染物基本不影響淬火液的冷卻特性，但其中的可溶物會增大溶液的折光率。本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書。

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