新型水基淬火介質(zhì)的制備及冷卻特性研究.pdf

1、淬火就是將鋼加熱到臨界點溫度以上，保溫一定時間使其奧氏體化，繼而以大于臨界冷卻速度冷卻，從而獲得介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體組織的金屬熱處理工藝過程。淬火的主要目的是使鋼的硬度以及耐磨性提高，獲得機械性能優(yōu)良的加工零件。在熱處理工藝中，淬火相對來說是最為重要的一種工序，而冷卻是淬火成功與否的關(guān)鍵因素。因此，淬火工序中一個十分重要的問題是冷卻性能優(yōu)良的淬火介質(zhì)的選取。
　　目前，聚烷撐乙二醇淬火介質(zhì)(PAG)是聚合物淬火介質(zhì)作為一種新型淬火介質(zhì)

2、的代表，以其突出的特點有逐漸取代淬火油的趨勢，已經(jīng)成為了往后新型淬火介質(zhì)發(fā)展的主要方向之一。聚烷撐乙二醇淬火介質(zhì)通常是由聚烷撐乙二醇、冷速調(diào)整添加劑、防銹劑、防腐劑、消泡劑和水組成。
　　本文主要通過Labview溫度采集系統(tǒng)測定三種不同平均分子量的聚烷撐乙二醇的冷卻特性，篩選出冷卻特性最符合要求的聚烷撐乙二醇。通過測定冷卻特性方法確定兩種不同平均分子量的冷速調(diào)整添加劑聚乙烯吡咯烷酮的最佳配比。參考標(biāo)準(zhǔn)《合成切削液》中防銹腐蝕性試

3、驗篩選出幾種防銹性能合格的防銹劑，再結(jié)合Labview溫度采集系統(tǒng)測定添加不同防銹劑對研制的淬火介質(zhì)冷卻特性的影響，篩選出綜合性能最好的防銹劑。然后添加適量合適的防腐劑和消泡劑。最后確定的新型水基淬火介質(zhì)的成分為3％～12％的聚烷撐乙二醇C，0.45％復(fù)合冷速調(diào)整添加劑（0.375％聚乙烯基吡咯烷酮A+0.075％聚乙烯基吡咯烷酮B），0.1％復(fù)合防銹劑（0.05％硼砂+0.05％磷酸鈉），0.35‰防腐劑（水楊酸），0.1‰消泡劑（聚

4、乙二醇），余量為水。
　　對研制出的新型淬火介質(zhì)進行冷卻性能的研究，通過設(shè)計單因素實驗研究自制淬火介質(zhì)濃度、溫度的變化規(guī)律以及攪拌對其冷卻性能的影響。結(jié)果表明:隨著聚烷撐乙二醇濃度的增大，自制淬火介質(zhì)的冷卻速度逐漸降低，高溫區(qū)降低明顯，低溫區(qū)降低的相對不明顯;隨著淬火介質(zhì)的溫度升高，自制淬火介質(zhì)的冷卻速度降低，最大冷卻速度降低得比較明顯，低溫區(qū)冷卻速度幾乎沒有變化;淬火介質(zhì)在攪拌情況下能夠提高介質(zhì)高溫區(qū)域的冷卻速度，對介質(zhì)低溫區(qū)域

5、的冷卻速度幾乎沒有影響。
　　將自制淬火介質(zhì)與水、淬火油和國外陶氏UCONE淬火介質(zhì)產(chǎn)品進行冷卻性能對比。試驗結(jié)果表明:自制淬火介質(zhì)的冷卻性能處于水和淬火油的冷卻性能之間，與UCONE淬火介質(zhì)的冷卻性能相當(dāng)。
　　選取低碳鋼20CrMnTi、中碳鋼42CrMo、高碳鋼GCr15進行淬火試驗，采用自制淬火介質(zhì)與水和油進行對比，測定三種鋼淬火后硬度分布曲線。結(jié)果表明:20CrMnTi經(jīng)3％自制淬火介質(zhì)淬火后表面硬度達到51.1