淬火油基本知识

淬火油基本知识

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淬火油基本知识

１前言

无论什么工件的淬火对淬火油的最基本的要求是淬火油性能的稳定，尤其是淬火油的冷却性能。淬火油是一种多组分的高分子有机化合物，随时都在变化之中，因此对淬火油的现场管理就十分重要。淬火油的技术指标很多，有理化指标、冷却性能指标、抗氧化性能指标、光亮性能指标、饱和蒸汽压等。在现场主要是控制淬火油的冷却性能。按照SH 0564《热处理油》的规定是：特性温度、800-400℃的冷却时间和800-300℃的冷却时间。前两项是淬火油的高温区冷却性能，后一项是淬火油的低温区冷却性能。按照SH 0564《热处理油》，淬火油冷却性能的规定如表１：

项目特性温度℃不低于 800-400℃的冷却时间，s,(80℃) 不大于 800-300℃的冷却时间,s, (80℃) 不大于特性温度℃不低于 800-400℃的冷却时

间,s, (120℃) 不大于特性温度℃不低于 800-400℃的冷却时间,s，(160℃) 不大于

普通淬火油 520

快速淬火油 600

超速淬火油 585

快速光亮淬火油 600

1号真空淬火油 600

2真空淬火油 585

1号等温分级淬火油 600

2号等温分级淬火油 600 600

表１淬火油冷却性能(SH 0564)

２淬火油技术指标的含义

淬火油的理化指标，如运动粘度、开口闪点、水分等可到石油公司去检测。我国已经采用了国际上通用的40℃或100℃运动粘度。

运动粘度热处理油的一个重要指标，它的变化反映了淬火油的老化程度。我们用粘度比来表示。

粘度比＝服役油的粘度／新油的粘度

正在服役油的运动粘度(40℃100℃)与新油运动粘度的比，建议不超过。

国内淬火油的运动粘度对冷油来说,是15-40mm2 /s(40℃)，对热油来说是15-50 mm2 /s(100℃)。

开口闪点：在标准条件下加热油品，油品的蒸气与空气的混合物和明火接触时，开始闪火并立即熄灭的温度，称为闪点。淬火油用的是开口闪点，闭口闪点一般比开口闪点低10-40℃。闪点是热处理油的一个安全指标。由于淬火油直接与赤热的工件接触，与空气接触(非保护气氛淬火)，所以，我国目前热处理油的最高使用温度应比开口闪点至少低80℃，这样才能保证淬火过程的安全进行

水分热处理油的基础油在炼制过程中的含水量是很低的，只有几个到几十个ppm(百万分之一)。热处理油中的水，可能来自空气，油调制时的混入，冷却器漏水等许多方面。有光亮性要求的淬火油的水分应控制在无。一般来说，其它淬火油的水分不应大于痕迹%)。

残炭：油品在不通入空气的条件加热，使其蒸发，分解和焦化。排出燃烧的气体后，所残存的焦黑色炭渣残留物，用质量百分数表示。形成残炭的主要物质是油中的沥青质，胶质，多环芳烃和油中不稳定的化合物。含硫，氧和氮化合物较多时，残炭就高，因此，油的残炭大小可以说明油品的精制深度，在热氧化条件下生胶，结焦的程度。一般来说，在热处理油中加入的添加剂越多，则它的残炭就越多。淬火油的残炭，一般控制在。

热氧化安定性：目前我国采用石化行业标准SH/T0219“热处理油热氧化安定性测定法”。该方法的要点是：在300毫升的油样中，放入铜丝和铁丝作触媒，向试样通入干燥的空气10l/h，在165℃连续氧化24小时后，按下述定义求出粘度比和残炭增加值。

粘度比＝氧化后粘度／氧化前粘度

残炭增加值＝氧化后残炭／氧化前残炭

一般来说，热处理油的粘度比和残炭增加值出厂时都控制在以下。

冷却性能目前，我国有二个测试标准，SH/T0220和JB/T7951(该标准等效引用ISO 9950)。测试淬火油大多数用SH/T0220，测试水基淬火介质大多数用ISO 9950。测试淬火油用ISO 9950,显得有些迟钝：测试水基淬火介质用SH/T0220，显得有些过于灵敏。采用SH/T0220的淬火油的冷却性能指标如表１。

淬火油的冷却机理分为三个冷却阶段，参见图１，它们是：

第一阶段为蒸汽膜阶段，即膜沸腾阶段。在工件周围形成蒸汽膜，在此阶段的冷却缓慢，因为热传递是通过蒸汽膜靠辐射和传导进行的。这个均匀膜的稳定性和持久性取决于淬火油的基础油，添加剂，淬火油的温度和搅拌程度。

第二个阶段为核沸腾阶段。稳定的膜最终破裂，淬火油与热金属接触，引起核沸腾和高的脱热效率。在此阶段，热是作为蒸汽潜热而被移去。在此阶段冷却效果最好，最大冷却速度和最大冷却速度所在温度都在此阶段。第一阶段和第二阶段的交点，称为特性温度。到达特性温度的时间称为特性温度秒，简称特温秒。高粘度基础油的特性温度高，低粘度基础油的特性温度低。高温区催冷剂的效果主要是提高特性温度，使冷却曲线向左上方移动，这样不仅大幅度地提高了高温区的冷却能力，同时也相应地提高了低温区的冷却能力。考核高温区冷却能力的指标，主要是特性温度和800-400℃的冷却时间。特性温度越高，冷却时间越短，则高温区冷却能力就越好。按照SH 0564的规定，800-400℃的平均冷却速度，普通淬火油应该大于80℃/s,快速淬火油应大于100℃/s。，超速淬火油，800-300℃的平均冷却速度应该大于84℃/s。

图１淬火油冷却曲线示意图

第三个阶段为对流阶段，即无沸腾阶段。冷却最慢的阶段，这是和在液体中热传导与对流热传递有关。在此阶段，淬火油的粘度是重要的。高粘度基础油的低温区冷却能力差，低粘度基础油的低温区冷却能力好。考核低温区冷却能力的指标，主要是特性温度800—300℃的冷却时间。特性温度越高，800-300℃冷却时间越短，则低温区综合冷却能力就越好。当然主要的是冷却时间的长短。低温区催冷剂的主要作用就是尽量缩短800-300℃的冷却时间一般来说，淬火油大致从350℃进入对流阶段，也就是说300℃以后的冷却就非常缓慢了，正是油淬的优点。

３淬火油的使用寿命

淬火油的使用寿命，可以定义为：在淬火过程中，能够满足工件淬火要求的最长时间。没有添加剂的油，例如，３２机械油，１５机械油，比加入添加剂的淬火油的寿命长。而功能越多的淬火油，例如，快速光亮淬火油，等温分级淬火油，相对地说，寿命就短些。在热处理车间的实际操作中，存在着一个很棘手的问题：更换淬火油的标准。我们在表２给出一组数据作为参考。

表２淬火油的更换指标(供参考)

项目粘度比开口闪点水分光亮性特性温度 800-400℃ 800-300℃

更换指标值达到低于标准20℃ 大于% 低于标准1级低于标准20℃ 大于标准秒大于标准秒

上述诸项中，有一项达到就应考虑该考虑，其中的冷却性能和光亮性能可以借助添加剂加以调整。

４小结

上面我们讲了一些有关热处理油的基本知识，希望能对热处理油的使用和管理有些帮助。