一种新型淬火介质的应用研究

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1、第-2卷第-期国外金属热处理51CI-2，*’I--##.年.月K)’LHMNM*<,)&%+,)DMH@/，-##.·其它·一种新型淬火介质的应用研究洛阳一拖（集团）股份有限公司（洛阳!!"###）李克生田进安摘要在分析几种淬火介质的基础上，选用冷却速度与淬火油低温冷却速度相近的$%&’()%*+,-###淬火液（以下简称$-###），能够满足.#+/，.-+/01等国产材料曲轴毛坯调质的力学性能和金相组织要求，该淬火液无公害、安全可靠，消除了火灾隐患及对环境的污染。关键词淬火介质力学性能曲轴冷

2、却速度!概述作为国内专业生产锻件毛坯的制造厂家之一，一拖公司锻造厂至今已开发、生产了拖拉机、工程机械、汽车等各种发动机曲轴几十种，曲轴材料主要有.2钢、.#+/、.-+/01、.3045、.#+/*601等，曲轴单重从!#78至-##78不等。由于曲轴在发动机上所起的重要作用，人们越来越重视曲轴本身的内在质量，对曲轴的综合机械性能、金相组织等的要求越来越高。目前一拖公司锻造厂生产曲轴的主要材料为.#+/和.-+/01。对于这两种材质的曲轴毛坯，其力学性能指标和金相组织要求，基本上已经是用最佳的工艺

3、配置所能达到的极限状态。就我厂目前的工艺水平，基本上仍采用水和普通淬火油（!-9机油）两种介质。但对于形状复杂的锻钢曲轴毛坯而言，如果采用油淬，由于锻件体积大，热容量亦大，矿物油的冷却特性不能保证低温转变组织有足够量的马氏体，因而满足不了对.#+/、.-+/01曲轴规定的力学性能要求。从.#+/、［;］，如果采用水淬，虽然.-+/01的:::曲线即可看出能够满足对曲轴规定的组织和性能要求，但也出现了大量的淬裂现象。因此，全面提高曲轴热处理质量，寻求合适的淬火介质已成为当务之急。在重点考察了国内外各

4、种专用淬火冷却介质及冷却方式之后，我们决定优先选用水基聚合物淬火介质，摒弃淬火油的使用。除了考虑介质的冷却特性以外，聚合物的成分、环保性能、废液排放的环保性能都纳入了我们的考虑范围。通过调研和反复的工艺实验，最终采用了上海德润宝特种润滑剂有限公司（<=>48=>6?%:&’$%&<@AB6>CDEF/6B>G648H8A4G+1IDGJ）提供的$-###淬火冷却介质，不仅完全达到了曲轴的规定要求，也为工厂·;;·国外金属热处理第#:卷创造了良好的综合经济效益。对于;#5?@A曲轴，特别是小型曲轴，

5、淬裂的危险性较大。"#$$$在<$=左右的浓度时，其低温冷却速!聚合物淬火介质的选择度与矿物油基本一致。因此，从冷却性能上分析，我!!"目前国内市场上销售的聚合物淬火剂有很多们把"#$$$作为首选。种类，实际应用效果也不尽相同。对应用于实际生产中的聚合物淬火介质，其稳定性的要求是非常重要的，这一性能直接关系到淬火液最终在生产中使用的成败。因此，聚合物淬火介质的稳定性，特别是其成分和冷却特性是否发生变异，是我们在前期调研中需要了解的主要内容之一。根据我们的考察结果，初步选择了上海德润宝公司的产品，一

6、种是"#$$$，另外一种是%&’%()*+,-.（属于聚烷撑乙二醇类，英文名为/012%132+1)*)412501,，简称/%4）。我们注意到上述两种淬火介质不含亚硝酸盐（欧美等发达国家禁止以亚硝酸盐作为工业水溶性介质的添加剂）等对人体、环#"#$$$淬火介质的试验、生产情况保有害的成分，符合淬火介质使用的环保要求。为了确保"#$$$的生产实际应用，我们用"#$$$/%4的水溶液具有逆溶性，其逆熔点一般在6$淬火液分别进行了曲轴原材料———圆钢棒料的调质78$9左右。当淬火液遇到红热工件时，聚合

7、物会试验及曲轴本体的调质试验，同时考察"#$$$的稳脱溶析出并附着在工件表面上，从而降低了工件的定性。具体试验方案及其结果以及生产应用情况如冷却速度。其使用温度一般不能超过:$9。而下："#$$$没有逆溶性，在温度较高时不会产生脱溶析出#!"棒料试验现象，但由于受到红热工件表面高温的作用，会使工首先，我们委托宝钢集团上海五钢有限公司第件表面的溶液水分迅速大量蒸发，也会在工件表面一研究所对;$5?和;#5?@A进行了调质对比试验，结附着一层透明的聚合物。通常，"#$$$的使用温度也果如下：不能过高，

8、以!;:9为宜。<）棒料尺寸："<;:BBC#:$BB!!!聚合物淬火介质的冷却性能#）材料：;$5?、;#5?@A选用水溶性聚合物淬火液，主要目的是降低工>）淬火介质：>#D机油，<#="#$$$淬火液。件在低温阶段的冷却速度，使工件的淬火过程在马;）调质规范：;$5?：（E;$F<$）9C>GH（:8$F氏体转变区缓慢进行。理想的聚合物淬火液，首要<$）9C>G的特性是应当具备缓慢的低温区冷却速度，能够接;#5?@A：（E#$F<$）9C>GH（6#$F<$）9C>G近或达到矿