淬火冷却介质的种类及其优缺点
热处理淬火介质
热处理淬火介质随着技术的发展，热处理淬火介质的种类越来越多，适用范围广。
热处理淬火介质包含水溶性淬火介质和油性淬火介质。
水溶性淬火介质提供各类淬火介质，品种多，满足各种不同的热处理工艺及不同材质的工件要求，水性淬火介质产品种类及选用方法：THIF-502PAG淬火液主要成份：聚醚类高分子材料。
优点：经济环保，调整浓度可达到水和油之间任意冷速，淬硬层深，淬火硬度均匀，减少变型和开裂，工件干净。
缺点：使用液温不能超过65度（严格来说不能超过55度）。
适用材质:35CrMo、42CrMo、40Mn2、T8、T10、T12、40Mn、40Cr、Gcr9、30CrMnTi、Gcr6、40CrV、Gcr15、Gcr15SiMn、65Mn、50Cr、60Si2Mn、42SiMn、40Mn2V、GCr9SiMn、40MnB等整体淬火及20Cr、20Crn、20CrV、20CrNi、20CrMo、20Mn2、20CrMnMo、20CrMnTi、25Cr2Mo1V、32Cr3Mo1V等的渗碳淬火。
THIF-501水基淬火液主要成份：聚乙烯醇。
优点：价格便宜，环保。
缺点：容易变质适用材质：40Cr、40CrMo、40Mn2、45Mn2、30CrMnSi、40CrMnMo、Cr12钢，45CMnB、Gcr15、9CrSi、40Mn3、45Mn3、42CrNi、9Cr3、3Cr2W8、50Mo 等材质。
THIF-528类油淬火液优点：冷速比油还慢，环保，比油便宜。
缺点：产品粘度大适用材质:40CrNiMo、40CrMnMo、P20、H13、Gr12等材质做的大锻件、铸件、模具、钢轨等工件。
油性淬火介质-淬火油THIF-511快速光亮淬火油特点：冷却速度较快，光亮性好，寿命长，表面硬度高且均匀，淬硬层深。
适用范围：对几乎所有钢材尤其厚、大型工件、淬透性差的零件。
齿轮淬火油特点：光亮性好，使用寿命长，表面硬度均匀，淬硬层深，金相组织好。
先进的淬火介质及冷却技术
先进的淬火介质及冷却技术I 淬火介质一、石油基淬火油根据冷速分为常规淬火油、中速淬火油、快速淬火油，常规淬火油用于高淬透性钢的淬火冷却，而中等冷速的淬火油用于中高淬透性的钢淬火冷却，而快淬火油用于低淬透性钢。
钢中的Me 含量不仅影响到钢的淬透性，同时也因增加了相当的C 的当量，而改变了其Ms 。
/5/5/10/10eq C C Mn Mo Cr Ni =++++当C%变化时，Ms 也将发生变化：0.2%～430℃；0.4%～360℃；1.0%～250℃另一类主要的石油基淬火油是分级淬火油，它可以被加热到（100～200℃）接近Ms 点的热油中均温以减少温差应力。
它具有优异的热稳定性，（精制加高效的组合氧化剂），使用温度一般要低于其闪点50℃。
二、植物油基淬火油石油基淬火油性能稳定，但它是不可再生的一次性资源，更是地下水的主要污染源。
而植物油淬火油基可以克服这些缺点，它有如下优点和不足。
1、优点：①容易生物降解；②低无毒性；③良好润滑性；④资源能再生；⑤供应充足；⑥闪点和燃点高。
2、缺点：①水解稳定性差；②氧化稳定性差；③表面粘附；④粘度范围窄；⑤有不同的气味；⑥价格偏高。
和矿物油的比较，植物油的稳定性差，但可利用现代添加剂技术可改善它的水解稳定性和氧化稳定性。
比如好富顿公司开发的以Canola 植物油为基础油添加抗氧化剂的植物基淬火油①具有良好的抗氧化稳定性。
②其降解性比石油基淬火油高5倍。
③而且几乎没有蒸位膜阶段，在1300～110F 温度范围为V 冷↑（这对大多数钢而言正是要求快冷区）。
④900～250F 温度范围内具有较慢的V 冷从而可减少淬火的变形。
⑤闪点高达332℃（630F ）而一般石油基淬火油的闪点为177～232℃（350～450F ）燃点也比石油基的高约160℃。
三、聚合物淬火介质它是有机聚合物和防锈添加剂，杀菌剂、消泡剂等组成水溶液，淬火时在热工件周围会形成一层聚合物的高集层（膜），它的优点是：1、环保：无油淬的烟雾，不但环保而且消除火灾隐患，无毒性。
常用的淬火介质
常用的淬火介质水优点:冷却能力较强、来源广、价格低、成分稳定不易变质。
缺点:是在C曲线的“鼻子”区(500～600℃左右),水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300～100℃),水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。
当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷却能力。
适用:截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。
盐水和碱水优点:在水中加入适量的食盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。
缺点:介质的腐蚀性大。
一般情况下，盐水的浓度为10％，苛性钠水溶液的浓度为10％～15％。
适用:可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60℃，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。
油冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。
如机油、变压器油和柴油等。
机油一般采用10号、20号、30号机油，油的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度相应提高。
目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三种。
高速淬火油是在高温区冷却速度得到提高的淬火油。
获得高速淬火油的基本途径有两种，一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油，以适当的配比相互混合，通过提高特性温度来提高高温区冷却能力；另一种是在普通淬火油中加入添加剂，在油中形成粉灰状浮游物。
添加剂游磺酸的钡盐、钠盐、钙盐以及磷酸盐、硬脂酸盐等。
生产实践表明，高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油，而在低温马氏体转变区冷速与普通淬火油相接近。
这样既可得到较高的淬透性和淬硬性，又大大减少了变形，适用于形状复杂的合金钢工件的淬火。
光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。
在矿物油中加入不质的高分子添加物，可获得不同冷却速度的光亮淬火油。
淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用
淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。
在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。
本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。
钢件淬火冷却，希望的效果有三：1．获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2．不淬裂；3．淬火变形小。
选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。
当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。
但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。
在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。
有人[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。
本文以过去工作为[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。
1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。
在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。
可以推知，对于一种这样的工件，如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高。
我们假定，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度。
浅谈汽车零部件热处理用淬火冷却介质
参 磊
…
爨
３ ７
质量指标 微黄色
实测 微黄色
测定方 法 目测
轮要考虑变形性、高精 度，因此 ，一般应用淬火油
作 冷 却 介 质 。 我 公 司Ｊ Ｘ一５ ０ 型 光 亮 淬 火 油 适 用 １３
于 齿轮 淬 火 。
粘稠液体 粘稠液体 １ ５ ～ １１Ｏ ． ０ ．５ １０ ８ ０ ．７ ＧＢ Ｔ１ ８ ， ８ ４ ２０ ０
— —
运动粘度 （０Ｃ Ｉ ｌ ２ ４ ￣ ＹｌＴｌ ＂） Ｓ
，
７０ ０
２０ ８
７ ５ ９４ ．５
ＧＢ ｒ ５ 厂２６
ＧＢ Ｔ５５ ／ ５ ９ ＧＢ Ｔ９２ ／ ７ ４
（ ）板 簧 常 用材 质包 括 ６ Ｓ２ 、６ Ｓ２ ｒ ３ ０ ｉＭｎ ０ ｉＣ 、 ６ Ｍ ｎ ０ ｒ Ｍ ｎ ０ ｒ Ａ ，此 类 零 件 厚 度 变 ５ 、４ Ｃ Ｎｉ 、５ Ｃ Ｖ 等 化 大 ，既 易产 生 裂 纹 ，又可 能 淬 不 硬 ，因此 需 采 用 快速 淬火 油 。
５ Ｍｏ Ａ等高合金钢制作 ，模具尺寸大 、不易淬 Ｃｒ Ｖ
透 ，冷 速 过 快 则 工件 易裂 。故 采 用快 速 、超 速 淬 火 油 ，如 我 公 司生 产 的Ｊ Ｘ一５０ 型快 速 淬 火油 。 １２
（ ）齿轮 此类产品一般需要进行渗碳热处理 ２
以增 加 齿 轮 耐 磨 性 ，提 高 抗 疲 劳性 能 。常 用 材 质 有 ２ Ｃ Ｍ ｎ 、２ Ｃ Ｍｎ 、１ Ｃ ２ ４ 等 ， 中小 齿 ０ ｒ Ｔ ０ ｒ Ｍｏ ８ ｒＮｉ ＷＡ
浊点Ｆ Ｃ ｐ Ｈ值
≥７ ０ ８ ． ０～１ ． ００
折光率
≥１ ９ － ３
２５ ．
淬火的几种方法及特点
淬火的几种方法及特点
淬火是一种通过快速冷却金属的加工方法，可以增强材料的硬度、强度和耐磨性。
淬火的方法有很多种，每种方法都有其独特的特点和适用范围。
在本文中，我将介绍几种常见的淬火方法及其特点。
1.水淬火：水淬火是一种常见的淬火方法，使用水
作为冷却介质。
这种方法适用于大多数低合金钢和碳钢，因为它可以快速冷却材料，从而使其变硬。
然而，由于
水的冷却速度很快，会导致材料产生裂纹或变形的风险。
2.油淬火：油淬火是一种使用油作为冷却介质的淬
火方法。
相对于水淬火，油淬火的冷却速度更慢，可以
减少材料产生裂纹或变形的风险。
这种方法适用于高碳
钢和合金钢，因为它可以产生均匀的淬火效果，使材料
变得更加坚硬和耐用。
3.气淬火：气淬火是一种使用气体作为冷却介质的
淬火方法，通常使用氮气、氦气或氧气。
相对于水淬火
和油淬火，气淬火的冷却速度更慢，可以减少材料的裂
纹和变形风险。
这种方法适用于高温合金和不锈钢。
4.等温淬火：等温淬火是一种将材料先加热到高温，
然后在恒定温度下保持一段时间后进行淬火的方法。
这
种方法可以减少材料的内部应力和变形，从而减少裂纹的风险。
它适用于高强度钢和合金钢。
淬火方法特点及应用范围
淬火方法特点及应用范围淬火是一种金属热处理工艺，通过快速冷却金属材料，使其在固溶体状态下迅速转变为马氏体或贝氏体，从而改变材料的组织结构和性能。
淬火方法具有以下特点：1. 快速冷却：淬火是通过将金属材料迅速置于冷却介质中，使其迅速冷却。
冷却速度越快，材料的硬度和强度越高。
淬火过程中的冷却速度可以达到几十度每秒，甚至更高。
2. 相变转变：淬火过程中，金属材料会发生相变，从固溶体状态转变为马氏体或贝氏体。
这种相变转变会改变材料的晶体结构和组织，从而影响材料的硬度、强度、韧性等力学性能。
3. 冷却介质选择：淬火时使用的冷却介质可以是水、油、盐水等。
不同的冷却介质对材料的淬火效果有所差异。
水冷却速度最快，但会产生较大的内应力，容易引起变形和开裂；油冷却速度适中，能够获得较好的淬火效果；盐水冷却速度较慢，适用于对材料要求不高的情况。
4. 淬火温度控制：淬火温度是指材料在淬火过程中达到的最高温度。
淬火温度的选择会影响材料的组织和性能。
过高的淬火温度会导致材料的晶粒长大，影响硬度和强度；过低的淬火温度则会影响材料的相变转变，降低淬火效果。
淬火方法广泛应用于金属材料的热处理领域，包括以下几个方面：1. 钢铁冶金：淬火是钢铁冶金中常用的热处理方法之一。
通过淬火，可以提高钢铁材料的硬度、强度和耐磨性，使其适用于制造刀具、轴承、齿轮等高强度和耐磨的零件。
2. 铝合金加工：铝合金在淬火过程中可以获得较高的强度和硬度。
淬火后的铝合金适用于制造航空航天、汽车、船舶等领域的结构件和零部件。
3. 铜合金处理：淬火可以改善铜合金的强度和硬度，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
淬火后的铜合金适用于制造电气导线、电器零部件等。
4. 合金钢制造：淬火是制造合金钢的重要工艺之一。
通过淬火，可以使合金钢获得较高的强度、硬度和耐磨性，适用于制造高速切削工具、模具等。
5. 铸件处理：淬火可以改善铸件的组织和性能，提高其强度和硬度。
淬火后的铸件适用于制造机械零件、汽车零部件等。
钢的淬火冷却与淬火介质的选用
肯的侧面Ｉ｛燕７Ｃ膜散生缓慢．并集聚成人７、泡、但花 齿ｊ｜｝！部位■¨］干受结构Ｊ口状的限制，淬火漓艏抖不 良，仍处于蒸气膜阶段这种泞却的不均匀他＊轮 中仔“扣’大的温Ｊｇ梯崖１）“｛然导致ｌ件畸变Ｊｆ
Ｎ
马氏件等温井绒淬火Ｔｍ的睁速比快速淬火油
低５见罔７．闪矗和枇度般部比淬火ｌＩＩ｜高，其使 川温度ｒ，ｒ相应提高根据钢种台理选择淬火油足很 市《的
Ｆ
油的冷却速度比较缓慢１¨小生ｒ产生ｉ＝上大的热
处理畸变而增加后续精加Ｔ的难度然而刊ｒＩｉｌ；｝钢 什，由于受到淬透性的限制宜采用水或水荩淬火 剖，例如聚台物水溶性淬火液，近年米得到了越束越 广泛的应用， 本文主要论述采用唯一介质淬火冷却时如何进 择台适的淬火彳ｒ质
Ｈ外．啦的燕气膜比较稳定易产＿一气泡常使
ｔ
ｍＴ∥…ｄ ａｌ＇…ｕ…１ｐ９ｍ…ｍ、
“巾ｌｒ
５…儿】ｉｎ
Ｊｉ‘ｌ【＂ＩＰｆ ｌ¨６０…Ｔ¨【＿】＿＿ｇⅢ‘ｌ¨Ｊ Ｉ¨ｌ¨ｌ…Ｐ【６００）１
攮戡
目２｛同ａ＆水的净却镕度曲线｛ｍ２０ｍｍ银球）”
４０ ６０
】∞
ｒ・、
６０
｛ａ）静±水．｛ｂ）循＃水
Ｆｉｇ ２（：‘Ｈ＇¨ｌＫｌ【ｊ ｒ～ｅｓｌｌｆ
ｗａｌ｝ｒⅢｖａ ｒｌ‘）ｌｊ‘ｔＰ¨＿Ｉ×ｒａⅢｒ＂＿
性能聚合物水溶性淬火液可用于感应淬火、调质
ｍ口
警、
０ ４０℃ ●５Ｉ）℃
一
闹添 ＼、 Ｗ 督 ＼ ＼ ∥ｆ ； 、鹋 慕 基
＼
日＿Ｉ／一 目１
｝。＃Ｉ
、Ｌ
、
目＇８Ｉ，Ｈ
、
ｍｍ，Ｉｎｃｏｎｅｌ ６００
Ｔ目＊度、流速为０ ２５ｍ／ｓ的水的冷却自线｛探头：州２
Ｃ∞１…Ｅ…ｎ
淬火
淬火2011-04-02 23:02:431、水：优点：汽化热高，传热系数较高，化学稳定性好，很便宜，使用方便。
缺点：冷却速度随水温的变化而发生明显变化。
650-550℃区间冷却速度小于300-200℃区间。
因在奥氏体不稳定区域冷却速度低，故会出现淬不硬现象。
淬火件在淬火时还会产生巨大的应力，造成开裂和变形。
蒸汽膜阶段长，易生气泡。
在淬火件的凹槽和孔内蒸汽不易逸出，造成冷却不均，因此易出现软点。
用途：只用于小截面、形状简单的碳素钢件错淬火，工作表面较光洁。
注意事项：使用时最好用搅拌或强制循环的方法，以提高冷却的均匀性，防止产生软点和变形。
水中不应混入灰尘、油类等杂质。
工作温度不应超过40℃。
2、无机水溶液：1）氯化钠（食盐）水溶液：介质组成：NaCl浓度可用5%或10%。
优点：NaCl能附着于灼热的淬火件表面，剧烈爆炸成雾状（崩膜），使蒸汽膜破坏，蒸汽膜阶段大为缩短，从而明显提高水的冷却速度，冷却也比较均匀。
价格便宜，淬火件可达到较高硬度，而且硬度均匀。
缺点：冷却速度随溶液温度而变化，淬火后淬火件易生锈。
用途：用于淬透性低、不易开裂、对防止变形要求低的淬火件，例如碳素钢件（有效厚度30-100mm，采用盐水，油淬火），合金结构钢（40Cr,40CrMoV,有效厚度30-150mm；38CrMoAl有效厚度>80mm。
）注意事项：使用时溶液温度应控制在60℃以下，淬火后要清洗，并要进行防锈处理。
2）氢氧化钠水溶液：优点：冷却曲线与氯化钠溶液基本相同，NaOH可与淬火件表面的氧化皮相互作用，产生氢气，使氧化皮迅速剥落，使淬火件表面呈现光亮的银白色。
冷却能力大于氯化钠。
缺点：有腐蚀性，劳动条件较差，在使用中易吸收空气中的二氧化碳而使成分逐渐变化。
与前两者一样，冷却速度也随溶液温度而明显变化。
用途：用于碳素钢。
注意事项：要定期更换溶液。
3）饱和氯化钙水溶液：优点：在奥氏体不稳定区（650-550℃）时，有很高的冷却速度，在马氏体转变区，由于它的沸点比水高，对流的开始温度也较高，同时它的粘度比水大，传热性也较差，因此冷却速度较慢，从而减小淬火的应力，防止变形和开裂。
淬火介质性能对比
介质类型
PAG
淬火油
水基（和兴）
性质
有机水溶：老化、失效、变质、有色、无味、不可燃
有机、老化、有味、冒烟、对环境有污染、存在起火安全隐患
无机水基：不老化、不失效、不变质、无色、无味、不可燃
使用寿命
半年到一年
一般淬火油寿命为一年半，快速淬火油寿命为一年
无限
对淬火槽要求
要求不高，投资较小
有要求，需配备消防设施或消防用品及抽烟系统
要求不高，投资较小
一槽液即可（水的导热及散热较油快很多），生产效率大大提高
因油的导热性特点，生产效率低且还需有备用油槽，以满足换热冷却要求，造成投资加大
一槽液即可（水的导热及散热较油快很多），生产效率大大提高
加热热温度可下调30——50度，节约 能源，降低了生产成本，增加了效益
适用范围
不同种类的钢种，需要不同的浓度
只适合中高碳及合金钢，个别材质硬度及组织无法满足设计需要，淬硬性及淬透性无法与水基淬火液相比
一种浓度即可完成各种材质，不同材质无须调整浓度，更方便于生产和实际操作
淬火后表面质量
淬火后工件表面具有残留，需要清洗
淬火后工件表面油污不干净，需要清洗
淬火后工件表面干净，免清洗，具有防锈功能（PH值偏碱10—11）
使用安全性
燃烧的可能性几乎为0
随着使用寿命的减少闪点在降低，起火安全隐患在升高，理论上讲出现上述状况即应该更换
燃烧的可能性几乎为0
环保性能
排放受限
烧出的烟含有致癌物，对操作者身体有损害，不环保
无菌、免排放、环保产品
淬火常用冷却介质(一).
金属材料与热处理课程
淬火常用冷却介质
主讲教师：雷伟斌 西安航空职业技术学院
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
淬火常用冷却介质
理想淬火介质应在650℃ 以上的高温区冷却缓慢以减少变 形；
在650℃～400℃的中温区冷 却很快以避免不稳定奥氏体的分 解；
减少损耗。
金属材教学资源库
静止水
循环水
金属材料与热处理
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
水作为淬火介质特点
优点
价廉、安全、 清洁，而且具有 比较强烈的冷却 能力。
缺点
①冷却能力对水温的变化很敏感，水温升高，冷却 能力便急剧下降，并使最大冷速对应的温度移向低温。
在400C以下的低温区冷却缓 慢以避免工件变形和开裂
金属材料与热处理
•职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
对淬火介质的要求： （1）无毒、无味、经济、安全可靠； （2）不易腐蚀工件，淬火后易清洗； （3）成分稳定，使用过程中不易变质； （4）在过冷奥氏体不稳定的中温区有足够的冷却速度，在
低温马氏体转变区有较缓慢的冷却速度，以保证淬火质量； （5）在使用时，介质粘度应较小，以增加对流传热能力和
②在碳素钢过冷奥氏体的最不稳定区（500～ 600C左右），水处在蒸汽膜阶段，冷却速度较低，奥 氏体易发生高温转变。
③不溶或微溶杂质（如油、肥皂等）会显著降低 其冷却能力，使工件淬火后易产生软点。
金属材料与热处理
齿轮热处理常用淬火冷却介质的选择及应用
包括 盐 水 、碱 水 ，适 用于 一 些含 碳 量低 、淬透
性差且形状简单齿轮的调 质淬火 、感应淬火等 。
１ ． 自来水
自来 水 既 适 于 喷 淋 淬 火 ，也 适 于 浸 液 淬 火 ， 是 最 清 洁 、最 廉 价 的淬 火 冷 却 介 质 ，但 因其 冷 速 快 ，工 件 会 产 生 巨大 应 力 ，易 产 生 变 形 与 开 裂 。
水溶性 冷速依其浓度变化 ，多 淬火介质 逆溶性 ，高温冷却快 ，低 各种钢铁材料淬火 温慢 ，不燃烧 ，无污染 熔盐 硝盐混 合物 、混 合碱浴 等温分级淬火 高压气体 在高压气体 中淬冷可达 合金钢 工件 在真空 （ Ｎ ： 、Ｈ２ 、 到油的冷速 ，由于 冷却 均 中加 热或低压 渗碳后 清 Ａｒ 、Ｈｅ ） 匀 ，工件变形小 火
齿轮热处理常用淬火冷却介质的
选择及应用
哈尔滨 汇隆汽 车箱桥有 限公 司 （ 黑龙 江 １ ５ ０ ０ ８ ８ ） 金荣植
淬 火 冷却 介 质是 影 响淬 火 工 艺和 零 件热 处 理 质
一
、
水
量的关键 因素之一 。生产 实践 已经证 明，在 齿轮 热处理过程 中淬火冷却介 质的选择及应用非 常重 要 ，如 果选择不 当，有 可能导 致齿轮淬火 质量 达 不到产 品的技术要求 ，甚 至出现废品 。对此 ，应
当前应用的淬火冷却介质主要有各种淬火 油、 水溶性 淬火冷却介 质、高压气体 、熔盐 及水 （ 包 括盐水 、碱水 ）等 。表 １ 为几种淬火冷却介 质的特
性 和 使 用范 围。 表１ 几种淬火冷却介质的特性和使 用范 围
淬火冷却 介 质种 类 水 特性 应用范围
热处理中的冷却介质选择与影响
热处理中的冷却介质选择与影响热处理是工程材料加工中重要的一部分，通过改变材料的结构和性质，提高其性能和耐久度。
而冷却介质的选择在热处理过程中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨热处理中冷却介质的选择以及对于热处理结果的影响。
1. 冷却介质的选择在热处理过程中，常用的冷却介质包括水、油和气体等。
不同的冷却介质具有不同的冷却速率，因此在选择冷却介质时需要考虑以下几个因素：1.1. 材料类型不同的材料在热处理过程中需要使用不同的冷却介质。
例如，钢材一般采用水冷或油冷，而铝合金则需要使用气体进行冷却。
这是因为钢材在冷却过程中需要快速冷却以达到所需的硬度，而铝合金则需避免快速冷却引起的变形和开裂。
1.2. 热处理目的在选择冷却介质时，还需考虑热处理的目的。
如果是为了提高材料的硬度，则通常选择快速冷却的介质，如水。
如果是为了减少材料的脆性，则需要选择适当速度的冷却介质，如油。
此外，还需要考虑到材料的变形和开裂情况，选择适当的冷却介质以避免不良影响。
1.3. 环境要求在一些特殊情况下，选择冷却介质时还需考虑环境要求。
例如，在热处理过程中需要避免产生有害气体或废液排放，可以选择无害的气体冷却介质。
此外，还需考虑冷却介质的可再生性和成本等因素。
2. 冷却介质对热处理结果的影响正确选择冷却介质对热处理结果有着重要的影响。
以下是不同冷却介质对热处理结果的常见影响：2.1. 硬度和强度冷却介质的选择对材料的硬度和强度有显著影响。
快速冷却的介质，如水，能够使材料迅速达到高硬度和强度。
而较慢的冷却速率则能降低硬度和强度，使材料保持一定的韧性。
2.2. 变形和开裂选择合适的冷却介质还能控制材料的变形和开裂情况。
过快的冷却速率可能导致材料的内应力增大，引起变形和开裂。
而较慢的冷却速率则可以减少这种问题的发生。
2.3. 结构和组织不同冷却介质对材料的结构和组织有不同的影响。
快速冷却通常能够形成细小的晶粒和均匀的组织，提高材料的力学性能。
淬火常用的冷却介质
淬火常用的冷却介质淬火是金属加工中一种重要的热处理方法，通过迅速冷却金属材料，使其结构发生变化，从而获得理想的硬度和组织结构。
在淬火过程中，冷却介质的选择对最终产品的性能起着关键作用。
不同的冷却介质具有不同的冷却速率和效果，下面介绍一些常用的淬火冷却介质。
1. 水水是最常用的淬火冷却介质之一，它具有良好的冷却效果和快速的冷却速度。
水的高热容量和导热性使其能够迅速从金属中吸收热量，并通过自然对流的方式将热量带走。
因此，水可以在短时间内使金属迅速冷却，达到良好的淬火效果。
然而，由于水的冷却速度非常快，容易导致金属产生应力和变形，因此需要注意控制淬火速度和避免过度冷却。
2. 油油是另一种常用的淬火冷却介质，它相比水具有较慢的冷却速度和较低的冷却效果。
油的导热性相对较差，因此在油中淬火时，金属的冷却速度比水慢一些，可以减缓金属的应力和变形。
同时，油对金属表面的冷却效果较好，能够产生较硬的表层和耐磨的特性。
然而，油的一些缺点是易燃和易产生烟雾，需要在使用时注意安全。
3. 盐水盐水是一种常用的淬火介质，它是将普通水中加入适量的盐来制备的。
盐水的冷却速度介于水和油之间，具有中等的淬火效果。
盐水的冷却速度相较于水较慢，可以减少金属的变形和应力，同时也比油具有较好的冷却效果。
然而，由于盐的腐蚀性，盐水在使用后需要及时清洗金属表面，以避免腐蚀的问题。
4. 空气空气是一种较为温和的淬火冷却介质，通常用于淬火较小尺寸、已处于高温状态的金属材料。
它的冷却速度相对较慢，可以有效减少金属的应力和变形。
但是，由于空气的导热性较差，淬火效果较弱，无法获得与水或油相比的高硬度。
总结：在金属淬火过程中，选择合适的冷却介质非常重要。
不同的冷却介质具有不同的冷却速度和效果。
水具有快速的冷却速度，但容易导致金属变形；油的冷却速度较慢，适用于减少金属应力和变形；盐水相对中等冷却速度，兼具较好的冷却效果；空气的冷却速度较慢，适用于较小尺寸、高温状态的金属材料。
不同淬火介质对零件表面处理的影响
不同淬火介质对零件表面处理的影响摘要:淬火介质是热处理工艺中不可或缺的技术因素。
不同的淬火介质在使用的过程中因其不同的物理和化学特性,会导致零件各种性能的改变,主要影响零件的金相组织改变、表面的开裂和变形等。
在淬火介质的选用过程中,应当从介质特性和零件特性两方面共同考量,以保证零件表面淬火后的完整和硬度要求。
关键词:淬火介质介质特性淬火介质实验一、常用淬火介质的分类和选用要求1、淬火介质的分类经过长期的研制和实践,很多种材料别利用成为了淬火介质。
目前金属热处理行业使用的主要淬火介质有以下几类:1)水;2)盐水;3)熔盐;4)植物油;5)矿物油:其中有掺和油、快速油、超速油、热油、光亮油等等。
这些淬火介质有着不同的物理和化学特性,在使用中应根据不同的材料而选定。
2、淬火介质的选用要求1)对淬火介质最重要的要求是淬火能力和冷却能力,淬火介质的冷却能力是保证零件可以按照大于临界淬火冷却速度来实现冷却,在零件的尺寸一定的时候,冷却的速度越快,就可能获得更大的淬硬深度。
但是如果冷却速度够快就会导致零件的截面温差,这就导致了组织应力的增大,这样就导致了零件的表面开裂。
所以淬火介质的选取条件是冷却速度应当适合不同的零件。
2)在淬火介质的选取时,应当要注意适用范围足够广泛,可以满足企业加工零件材质的基本要求,不需要进行频繁的更换介质类型。
而且要结合零件的尺寸来减小淬火的变形和开裂的倾向。
另外,要保证不变质、不腐蚀、不粘接零件。
二、主要的淬火介质特性1、水水是最常见的淬火介质,常用的温度是15-30度,根据需要也会使用50-80度的水。
水的特性是,在淬火的过程中介质与零件表面接触的一层由于水的沸点原因,总是加热到100度,产生蒸发,这时如果冷却的应力分布不均就会产生裂纹。
具体的特性是:1)在淬火的整个过程中温度的范围可以满足从800度-室温的冷却工艺。
2)淬火过程中在不同的温度区间冷却的效果是不均匀的,即在800-400度、400-100度、100-室温,这几个区间内冷却速度有着明显的差别。
常用淬火介质
常用淬火介质1.水水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。
通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果。
但由于这些方法需增加专门设备，且工件淬火后性能不是很稳定，所以没有能得到广泛推广应用。
所以说。
纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。
2.淬火油用于淬火的矿物油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油，它具有闪点高、粘度低、油烟少，抗氧化性与热稳定性较好，使用寿命长等优点，适合于作淬火油使用。
淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。
淬火油对周围环境的污染大，淬火时容易引起火灾。
影响淬火油冷却能力的主要因素是其粘度值，在常温下低粘度油比高粘度油冷却能力大，温度升高，油的流动性增加，冷却能力有所提高。
适当提高淬火油的使用温度，也能使油的冷却能力提高。
3.熔盐，熔碱这类淬火介质的特点是在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生，但是对环境污染大，劳动条件差，耗能多，成本高，常用于形状复杂，截面尺寸变化悬殊的工件和工模具的淬火。
熔盐有氯化钠，硝酸盐，亚硝酸盐等，工件在盐浴中淬火可以获得较高的硬度，而变形极小，不易开裂，通常用作等温淬火或分级淬火。
其缺点是熔盐易老化，对工件有氧化及腐蚀的作用。
熔碱有氢氧化钠，氢氧化钾等，它具有较大的冷却能力，工件加热时若未氧化，淬火后可获得银灰色的洁净表面，也有一定的应用。
但熔碱蒸气具有腐蚀性，对皮肤有刺激作用，使用时要注意通风和采取防护措施。
4.新型淬火介质及其应用有机聚合物淬火剂近年来，新型淬火介质最引人注目的进展是有机聚合物淬火剂的研究和应用。
这类淬火介质是将有机聚合物溶解于水中，并根据需要调整溶液的浓度和温度，配制成冷却性能能满足要求的水溶液，它在高温阶段冷却速度接近于水，在低温阶段冷却速度接近于油。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淬火冷却介质的种类及其优缺点
［发布人］恒鑫化工［时间］2011-3-14 20:09:11 浏览：136 次
淬火冷却介质的类型及其优缺点
烟台恒鑫化工专业生产PAG淬火液
自来水、盐水、碱水以及普通机油通常被称为传统的淬火介质；而把专门为热处理淬火冷却的需要才开发的各种专用淬火油，加上新型水性淬火剂合称为新型淬火介质。
1、自来水作为淬火介质的主要优缺点：
优点：水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。
通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果
缺点：
①、冷却能力对水温的变化极其敏感，水温升高，使最大冷速对应的温度移向低温；
②、在碳素钢过冷奥氏体的最不稳定区（500~600℃左右），水处在蒸汽膜阶段，冷速较低，奥氏体易发生高温转变。
而在马氏体转变区的冷速太大，易使工件严重变形甚至开裂；
③、水处在蒸汽膜阶段不易破泡，使工件表面淬火硬度不均匀或产生软点；
④、参入不容物或微溶杂质时，会影响其冷却能力，也会使工件产生软点。
2、盐水作为淬火介质的主要优缺点：
优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生
缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在
100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。
3、碱水作为淬火介质的主要缺点：
优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生
缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在
100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。
缺点：碱水在高温区的冷却速比盐水高，而在低温区的冷速比盐水低。
但碱水的缺点依然是在100~300℃区间冷速仍然很大，并极易使工件、设备产生锈蚀。
4、普通机械油作为淬火介质的主要缺点：
优点：用于淬火的矿物油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油，它具有闪点高、粘度低、油烟少，抗氧化性与热稳定性较好，使用寿命长等优点，适合于作淬火油使用。
淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。
缺点：
①、中温度区间的冷却能力太小，仅为水的1/5~1/6，只能用于合金钢或尺寸教小的碳钢工件的淬火；
②、油经过长期使用后会老化，需要定期更换，成本高；
③、油在淬火时产生的油烟污染空气，不利于环保和操作工人的健康；
④、易着火是油在淬火时最大的安全隐患。
5、新型有机水溶性淬火剂的主要优缺点：
优点：
①环保安全。
这一点不用说大家也能够明白，水性的产品本身就比油性产品安全环保，使用浓度一般是原液的5%-20%之间，剩下都是水，所以不会象油淬时起火、冒烟。
有些热处理厂工件大，油淬每次下去后浓烟滚滚，火苗窜很高，易发生火灾。
事实上，这种原因造成重大火灾在国内外不胜枚举。
使用本品决不会起火、冒烟。
有效克服油的缺点。
②成本低、经济实惠。
油价上升，越来越显示出其优势，以32#机械油为例，现价在8000元左右。
本品虽总价高，但是一般可以按1：15-1：4兑水使用，平均下来，就大大低于油的价格。
③比热值较高。
其比热值与水比热溶相近，浓度与比热溶成正比，比油要高很多，这一特点能为热处理厂解决大问题。
有好些用户由于从油换到淬火剂，结果干的工件单体重量比以前大很多，日常处理量也多多了。
④工件硬度高，变形量减少。
对很多材质和各种类型工件，油改用淬火剂，硬度普遍提高2HRC，变形量减少。
某链条厂链片用32#机械油淬火,硬度52HRC，回火硬度44HRC，拉断力20千牛，韧性断裂，用本淬火剂，淬火硬度55HRC，回火硬度45HRC，拉断力20.2千牛，韧性断裂，多方面性能都好于油淬。
⑤容性强、防腐耐用性能要好得多。
PAG类水性淬火剂比聚乙烯醇淬火剂化学忍耐性能要好很多，混入小量的酸、碱、盐，杂质影响不太大，并不会立即变质，不象聚乙烯醇，特易变质。
以上分析可见，PAG淬火剂实为质量可靠，价格低廉，安全环保的一种新型淬火介质，值得大力推广应用。
缺点：
①、有机淬火剂容易受到微生物的侵害，使其腐败变质。
尤其是长期不用，会发臭，变黑，需要加强平时的维护；
②、有机淬火剂在使用时，其中的某些单种物质容易分解（如防腐剂和消泡剂）或被工件带走（如聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的共聚物或其它聚醚类物质），从而影响淬火剂的稳定性；
③、使用一段时间后，在补充淬火剂时，其真实浓度测量的有效方法复杂，不易掌握，易造成补充量的不准确。
6、新型无机水溶性淬火剂的主要优缺点：
优点：具有冷却特性可调，浓度易测易控，热稳定性好，抗污染性强，不老化，淬火时不燃烧，无毒，生产环境清洁，消耗量极少等一系列优点，是一种优良的水溶性淬火介质品牌，适用于碳素钢、中低合金钢的淬火冷却。
缺点：新型无机水溶性淬火剂克服了有机水溶性淬火剂的所有缺点，但在低温区的冷却特性不如有机水溶性淬火剂理想，需要进一步改进。
目前，克服这个缺点的有效方法就是掌握好工件淬火时的“出水温度”。