水性淬火液在使用中的变化

简要描述:水性淬火液的冷却特性取决于PAG成分的特性和数量,其他提供辅助性能的添加剂对冷却特性影响不大,淬火液中PAG聚合物的变化包括两部分:质和量的变化。
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水性淬火液是目前国内外应用广泛、效果好的水基淬火介质。这种淬火介质在80年代中期开始进入中国热处理行业。因为实际生产应用效果好,很快就会在一定范围内广泛推广。但也出现过这样的问题:有的工厂刚开始用的还不错,但过了一段时间,同样浓度,少部分工件淬火开裂;如果继续使用,淬火裂纹的比例会逐渐增加。找不到淬火裂纹的原因,不得不停止使用。原因是不知道水性淬火液在使用中的变化规律,所以我们不能采取相应的措施。

水性淬火液的冷却特性取决于PAG成分的特性和数量,其他提供辅助性能的添加剂对冷却特性影响不大,淬火液中PAG聚合物的变化包括两部分:质和量的变化。

1、PaG量的变化:水性淬火液是由PaG聚合物为主要成分,其他添加剂提供辅助性能。在物件淬火过程中,一旦物件周围的液体温度升高到溶液的浊点以上,PaG聚合物就会从溶液中溶解出来,以细小液珠的形式悬浮在淬火液中。悬浮的PaG微珠一接触到热的工件,就凭借其优异的润湿性附着在物件表面,形成富水涂层包裹物件。PaG淬火介质依靠这种涂层来调节水的冷却速度,避免物件淬火开裂。物件冷却后,附着在物件上的聚合物会溶解回淬火液中。溶解需要时间,但是在生产中,在聚合物完全溶解之前,物件经常从淬火溶液中取出。因此,物件带出的液体中PaG聚合物的含量往往高于所用淬火液中的含量。大量物件长时间淬火后,淬火液中PAG的相对浓度必然会逐渐降低,而其他添加成分的浓度会逐渐升高。因为只有PAG可以调节水的冷却特性,所以其浓度的降低会相应地降低水性淬火液调节冷却特性的能力。因此,再溶解越充分,其它添加剂成分的相对减少就越慢。即冷却速度越稳定。

2、PaG品质的变化:即PAG有效成分的氧化分解。水性淬火液中的PaG聚合物本身相当稳定,只有在250°以上的高温和氧气的条件下才被氧化分解。在淬火过程中,由于物件内部和周围的水的蒸发,粘附在物件表面的大部分聚合物膜可以保持在不高于沸点的温度,但紧密粘附在物件表面的部分仍然可以升高到更高的温度并发生氧化分解。低分子量的氧化产物作为气体逸出,其他部分留在淬火液中。在高温和机械剪切的作用下,链条断裂而残留。这部分PaG将不再具有调节冷却性能的功能,而是成为水性淬火液中的无效成分。淬火液浓度越大,淬火时工件表面形成的聚合物膜越厚,这种分解就越多,热处理产生的量越多,水性淬火液使用的时间越长,这种分解和残留物就越多。

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