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工件热处理冷却中常见的冷却介质及特点(2)

4.油
(1)油的特点和影响因素
为满足零件热处理工艺的要求,常选用矿物油作淬火介质,但其必须具有下列特点:
    ①闪点和燃点高,安全可靠;
    ②黏度较低,可减少热损失;
    ③性能稳定,不易老化;
    ④在珠光体或贝氏体的转变区有足够的冷却速度。
    影响油的冷却性能的因素有:
    ①黏度为主要因素,提高油温则其流动性增强,冷却速度提高;
    ②常温下低黏度的比高黏度的冷却能力强;
    ③长期使用后,盐浴介质和残渣使黏度上升,造成冷却能力的降低。
    在实际过程中,为了改善油的冷却性能,通常采用对淬火介质在工作时搅拌或加入部分添加剂的方法,添加物粘在工件的表面成为蒸气泡的质点,改变了膜破裂的温度,提高了冷却能力,使油在较高的温度区仍有高的冷却性能。
    (2)常见的油类介质和特性
    ①机械油  目前热处理厂使用的油类淬火介质有以下几种,能满足生产的需要:7#机械油、10#机械油、20#机械油。油温一般控制在20~80℃范围内,另外有些螺纹刀具制造厂对圆板牙的淬火采用O#轻柴油,保证了淬火后螺纹中径的尺寸,得到了较为广泛的应用。
    机械油的流动快,传热效果好,随着温度的提高则冷却能力增强,在当油温超过80℃后,冷却能力明显下降。
    ②普通淬火油  为了克服机械油冷却能力低,易氧化和老化的缺点,将石蜡基润滑油馏分精制后加入催冷剂、抗氧化剂和表面活性剂等配成的淬火油。用作轴承钢和工模具钢、要求冷却速度的大型调质件和渗碳件的淬火介质。
    ③光亮淬火油  工件在油中淬火后表面发黑,其原因在于油受热后产生的树脂状物质和形成的灰分黏附在工件表面,为了保证可控气氛加热后的工件无氧化脱碳,真正实现光亮淬火,采用净化处理方法,加入去掉灰分的物质、抗氧化剂和光亮剂,多用于中小截面的轴承钢、工模具钢及工具钢的淬火介质。该淬火油应有以下特点:
    a)足够的冷却能力,不产生淬火缺陷;
    b)具有抗氧化性,热稳定性、工件表面清洁;
    c)闪点高、黏度低、流动性好;
    d)腐蚀性小;
    e)水分少、含硫量低;
    f)生成的聚合物少、油不易老化、使用寿命长。
    ④真空淬火油  为保持真空处理后工件的光亮,所用的淬火油应在lO,50kPa真空度下正常工作,因此必须具有如下特性:
    a)饱和蒸汽压低;
    b)无污染;
    c)冷却能力强;
    d)工件光亮,热稳定性好;
    e)使用寿命长等。
    采用该介质可使工件的表面光亮,变形小、硬度均匀、耐磨性好,因此用于要求变形小的轴承、工模具及结构钢等零件的淬火[2]。缺点为成本高,目前国产真空油有ZZ-1、ZZ-2等几种型号.
    ⑤等温、分级淬火油  在较高的状态下使用此类淬火油,其工作温度在100- 250℃,具有闪点高、挥发性小、安全可靠等特点。在高温下具有强的冷却性能,而低温有缓慢的冷却效果。在60℃以上有很好的流动性。通常等温和分级淬火使用硝盐和碱浴,存在清洗困难、污染环境等缺陷。
    油老化表现为黏度升高,油中产生渣滓!冷却能力大幅度下降等,其主要原因是油的热分解和氧化:油受热产生熟分解及热聚合。焦化等;油加热后与空气中的氧接触氧化;带入的盐类、污物、氧化物促使油产生氧化聚合;油温升高后部分挥发,油的黏度增加等。
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资料来源:东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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