2022年2022年好富顿聚合物淬火剂推荐 .pdf

好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版好富顿聚合物淬火剂介绍与推荐聚合物淬火介质的特点聚合物淬火介质选择系统切换和设计0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版聚合物淬火介质优点聚合物水基淬火介质是利用聚合物溶于水形成的溶液来进行冷却的。在实际热处理生产中，不少工件用油冷硬度或强度不能达到要求，用水冷虽然能够淬硬，但因对流冷却阶段冷速快导致变形和开裂倾向加大。聚合物淬火介质在冷却时聚合物会从溶液中在热工件周围逆溶析出（逆溶类介质）或者富集析出（非逆溶类），隔绝或减少了水直接和工件接触，从而降低了水冷的速度，在保证淬硬的前提下，减少变形和防止开裂。一般认为，聚合物淬火介质具有如下的优点：1） 环保优点a).消除了油淬时的烟雾,大大改善了现场的工作环境b).消除了火灾隐患c).无毒性2） 生产上的优点a).由于它不是使用原液,所以一次的投入成本低;其溶液的粘度低于油, 带出量少 ,运行成本低b).比热和热传导率都较油大，所以淬火温升小，生产效率高c).淬火后可不清洗，直接回火，节约了时间和清洗剂的费用3）技术优点a).冷速可根据需要可调，适应不同钢种的需要b).和油比较，耐污染的能力较强c).和水相比，减少了应力和变形d).消除了水淬时的软点等聚合物淬火介质的冷却机制大致上也可以象淬火油一样分为蒸汽膜、沸腾和对流阶段三段，但因聚合物淬火介质在冷却过程中存在着蒸汽析出和聚合物析出的相互竞争过程，所以聚合物淬火介质的蒸汽膜阶段一般较短甚至不出现蒸汽膜阶段，在沸腾和对流阶段还可能出现一个过渡阶段。利用润湿解释聚合物淬火介质的冷却机制得到了越来越多的认可，润湿过程的快慢对冷却的均匀性有重要的影响。好富顿淬火介质中含有特别的润湿剂，所以其冷却更加均匀，有效地减小了变形和开裂。这对大件和复杂形状的工件淬火，尤为重要。虽然文献报道的聚合物的种类较多，但真正成熟的和在大生产中得到广泛应用的主要有四类：PAG Polyalkylene Glycols （聚烷撑乙二醇） ；PVPPolyvinyl Pyrrolidone （聚乙烯吡咯烷酮） ；ACRPolyacrylates （聚丙烯酸钠） ；PEOOxazoline Polymer （聚乙基恶唑啉） 。其中 PAG 和 PEO 是逆溶类产品， PVP 和 ACR 是非逆溶类产品。PEO 是好富顿的专利产品，冷却性能优越。1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版聚合物淬火剂的选择表所示是各种淬火介质的冷却烈度的对比数值。从这些对比数据中可以得出以下三点结论；表不同淬火介质的H 值淬火介质H 值盐水5-2水清水2- 0.9PAG 2-0.7ACR 0.9 -0.3PVP 0.9 -0.3聚合物淬火剂浓度、温度和搅拌强烈影响 H 值PEO 2-0.3快速油0.9 - 0.8中速油0.8 -0.5常规油0.5 - 0.3油热油0.3 - 0.2工件淬透性大小及形状复杂性对 H值的要求碳钢淬透性高合金钢厚尺寸简单形状形状复杂性薄尺寸复杂形状PAG:聚烷撑乙二醇 ; PVP:聚乙烯吡咯烷酮; ACR:聚丙烯酸钠 ; PEO:聚乙基恶唑啉） 聚合物淬火介质的冷却烈度在介于水油之间一个相当宽的范围内变动，因此它适应不同淬透性钢种淬火，具有广泛的适应性。） 聚合物淬火介质的冷却烈度强烈地受搅拌、液温和浓度的影响， 所以一方面通过调整这些参数（不仅仅是调整浓度） ，可以得到不同的冷却速度，另一方面在生产中对一定的产品，要保持冷却速度的稳定， 则也要相应地稳定这些作用参数，所以系统的设置对聚合物淬火介质的应用非常重要。） 在早期的聚合物淬火介质的应用中，曾经提供不同材料不同浓度的使用实例，这有一定的参考意义，但不够科学准确。和材料同样重要的是零件的尺寸和形状，和浓度同样重要的是搅拌和液温以及聚合物的种类，所以浓度的设定一定要综合考虑材料、形状尺寸、搅拌和液温，而且一般还应从上限开始在现场使用。好富顿的现场工程师会和用户一起，综合分析这些因素，最后确定浓度等调试方案。提供良好的技术服务是好富顿其所以成为全球最大的淬火介质供应商的一个重要原因。表是好富顿的典型的聚合物淬火介质产品及其应用范围介绍。好富顿工程师会根据具体的使用情况，确定最合适的产品和使用参数。表好富顿的典型聚合物产品及其应用产品名称种类特点及应用AQ251, AQ260 PAG 具有逆溶特性，冷速介于水油之间，广泛用于表面喷淋淬火，铝件淬火，各种低淬透性钢或者大厚尺寸的中等程度淬透性的钢种的整体淬火及渗碳淬火等如曲轴，车桥调质等。尤其适合标准件淬火和取代传统的对高碳钢等而采取的水淬油冷淬火工艺。AQ364 ，AQ365 PAG 具有逆溶特性，冷速接近于油。广泛适合各种中低淬透性钢或厚大尺寸的高淬透性钢的整体淬火，如中碳合金调质钢，低碳合金渗碳钢，硼钢，弹簧钢，马氏体不锈钢等，工件尺寸从小到1MM厚的针扣至大到 10 吨重的重型锻轴等均可应用。AQ3600,AQ3610PEO 具有逆溶特性，冷速在低浓度时接近PAG 类，在高浓度时非常类油，是干性残留膜，适合高度自动化或柔性加工的连续生产线的要求。可2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版用于如曲轴， 凸轮轴， 齿轮，石油钻管等的表面淬火。10%浓度的 PEO由于蒸汽膜短， 非常适宜用在连续炉中的螺栓，紧固件等的淬火冷却，高浓度的可用于高淬透性的合金钢淬火。AQ EC/WE PVP 非逆溶产品，冷却性能非常类油，能够取代油淬火，广泛用于高淬透性钢如马氏体不锈钢，工具钢及模具钢的淬火及大件或超大件淬火，消除火灾隐患。由于没有逆溶性，在某些情况下可以利用提高介质使用温度或控制出液温度来针对不同工件来调整冷速，因而具有更广泛的适应性。系统切换和系统设置很多使用聚合物淬火剂的系统是从原先使用油的系统直接切换的。但在切换时需要按照相应的程序和进行必要的系统改造，否则会留有遗患。正如前述， 系统的搅拌和温度对淬火介质的作用的发挥具有极为重要的作用。如下是一些概括的介绍，在具体应用时，好富顿工程师会根据具体的实际情况，提出相应建议。1 系统清洗原先使用油的系统需要需进行彻底清洗以除去残留油物和脏物，否则这些残留物会污染聚合物水基淬火介质从而影响聚合物的浓度测量和冷却性能。在加水配液时，应尽量让系统循环，以便使溶液混合均匀。2 系统相容性淬火槽若涂有酚醛树脂类漆应该除去。聚合物水基淬火剂具有防绣功能，很多厂家进行的涂漆保护是不必要的也是有害的，如果特别需要涂漆的话，可以涂环氧树脂漆。不推荐使用镀锌钢板制作液槽。由于会加速聚合物介质的老化，系统中也要避免使用铜、铝及其合金制作的部件。橡胶密封件与聚合物水基淬火剂不相容。环氧乙烷、尼龙、聚乙烯和PVC 基的塑料和水基淬火剂相容，可以使用。除聚尿烷基外的绝大多数合成橡胶也都与聚合物水基淬火剂相容，可以使用。3 搅拌所有的聚合物水基淬火剂都强烈地受到搅拌的影响。为尽量消除蒸汽膜阶段的影响和使冷却性能和温度均匀， 使聚合物淬火剂在淬火过程中处于良好的运动搅拌是非常重要的。可参考表确定搅拌功率。表 3 容积和搅拌功率最低的搅拌功率 (W/L) 槽容积（m3）淬火油聚合物淬火剂水12 1.40 1.20 1.0 3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - -(a)- - -)()(t2111CCVttGC?-=?好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版搅拌的形式可以采取泵循环，也可采用搅拌螺旋桨的形式也可以用喷嘴的形式，根据具体系统灵活选择，在工件周围形成均匀流动，流速达到0.5-1.0mm/s 即可。用螺旋桨时需有导流管或导流板，并且注意要插入口要到液面下一定的深度，例如不小于300MM ； 否则，会卷入空气，延长膜态沸腾冷却，致使冷却不均，反而加大了变形和开裂的倾向。用喷嘴则建议采用图的形式，能产生更大的动能和搅拌效果。输 出 液 流 = x 5倍 数 放 大入 口 液 流 喷 嘴被 吸 液 流图大动能喷嘴示意图用压缩空气搅拌的方法，目前很多工厂还在应用。它不仅由于促使气体参与热交换，延长膜态沸腾到核态沸腾的过渡，致使冷却不均匀外从而变形加剧；而且带入的氧气加速了介质的氧化和老化，缩短了其服役寿命，所以应该停止用压缩空气进行搅拌4 温度控制聚合物淬火剂的使用温度需要严格控制以便稳定和优化它的冷却性能、防止过度蒸发。对PAG和 PEO 类淬火介质而言还要防止溶液达到逆溶温度。槽液温升可按下式来进行计算t-槽液的温升； G- 一次淬火工件及卡具的最大重量；C1-工件的比热；t1-工件开始淬火时的温度；t1 -工件淬火的终了温度，可取60； V- 槽液的体积； C2-聚合物的比热，可近似地认为与水的相同显然，淬火液的散热量为：)()/10(4.183bhourJCtVQ-?=根据（ b）式，进而可求得冷却水流量VL)()/(m10)(33-chttCQVLLLL-=这里， CL为水的比热，tL及 tL分别为冷却水的进出口温度，需按夏天的最高温度来确定。在以上计算的基础上可以进一步选择合适的冷却方法，目前主要流行的冷却方法有：浸入式水冷蛇形管液槽外的冷却水套4名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 好富顿（深圳）有限公司淬火介质 -产品资料03 版外置式水冷热交换器（板式或管式）强制风冷辐射器冷却塔制冷式冷却系统浸入式冷却管和冷却水套只适应于小的系统，而且有冷却水泻入到系统中去的危险。外置式的水冷热交换器和强制风冷式的辐射器冷却效率高，适宜大型系统的水基淬火剂的冷却。空气冷却塔冷却时会把水基淬火剂直接暴露在空气中，从而加速了介质的氧化和老化，增加了细菌滋生的危险和缩短了介质的服役寿命，因此不推荐使用。制冷式冷却系统冷却效率很高但比较昂贵对大多数的机械制造厂家不一定适合。5名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -