工件热处理冷却中常见的冷却介质及特点(3)
该类介质在冷却过程中不发生物态的变化，冷却时传热只靠对流作用，在高温区有很快的冷却速度，而在低温区冷速较慢，用于大尺寸工件的工模具钢等零件的淬火，能够减少工件的变形和开裂，下面分别加以介绍。它们必须具有以下特性：
①熔点低、流动性强；
②黏度小、减少工件带出的盐熔液损失；
③不易老化、不腐蚀和便于清洗；
④不产生大量蒸气，减少气体对环境的污染。
(1)盐浴、等温分级淬火硝盐浴
氯化盐低温盐浴用于高速工具钢的分级冷却，其成分多为氯化钡、氯化钠和氯化钾等混合物。硝酸盐(NaN03和KN03)和亚硝酸盐(NaNOz和KNOz)以不同比例混合可得到不同熔点和不同冷却能力的硝盐浴，用于合金工具钢和模具钢的淬火，具有工件变形小、硬度高、不易开裂的特点[1，3]。表9—2为低温盐浴淬火介质的组成及使用温度。表9-3为硝盐浴的组成及工作温度。
表9-2低温盐浴淬火介质的成分和使用温度
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序 号 |
淬火介质的组成成分 |
熔点／℃ |
使用温度／℃ |
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1 2 3 4 |
75 % CaCIz+ 25 % NaC1 30 %KCI+Zo% NaCl+50 %BaCIz 37%NaCl+41%KCl+22 %BaCIz 50 % BaCIz +30 % CaClz+20%NaCI |
500 560 552 530 |
540 --580 580--800 580～800 560--870 |
上述介质配比不同，则其温度的使用范围有较大差异，在实际热处理过程中，应根据工件的材质．技术要求、几何形状等合理选择淬火介质，确保工件的产品质量的稳定，使产品的变形最小，发挥出该材质的特性。
(2)碱浴
具有较大的冷却能力，淬火后的工件表面呈银灰色，洁净，如加入水则可显著降低其熔点，提高冷却速度。表9-4为常见的几种碱浴配比。
表9-3硝盐浴的组成及工作温度
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序号 |
淬火介质的组成成分 |
熔点／℃ |
使用温度／℃ |
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
lOO%NaNO3 100%NaNO2 50%NaNOa+5O%NaNO2 50%NaNOs十50o%KNO3 50% KNO3-+50% NaNO2 53 %KN03 +30. 7% NaNO3 +16. 3% NaNO2 23. 3 %LiN03+60. 4%KNOa +16_ 3%NaNO3 100%KNOa 95 %NaNOa +5%(Naz COa+NaN02 ) 25% NaNOz+ 20 %NaNO3 +50%KNO3 50%NaN03+50%KNO2 55%KNOa+45 %NaNO2 55%KNOa+45%N&N01+(3%ho%) H2 0 46%NaN03十27. 0% NaNOz十27. 5 % KNO2 50%KNO3+40%NaN0z+7%NaNO2 +(2%～3 %) H2 O 75%NaN02+25%KNO3 (70 %～80%)NaNO* + (20%～30%)KNOa |
308 271 221 220 145 140 121 337 304 175 143 137 130 120 1OO - - |
350～500 300 --500 250～500 240--- 500 160--500 150 - 400 130--400 350～600 300--500 205～600 160--550 15Q~550 130-- 360 140- 260 110 -125 240--300 300--550 |
表9-4 常见碱浴的配方及特性
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序号 |
碱浴成分 |
熔点／℃ |
使用的温度范围／℃ |
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1 2 3 |
65%KOH+35%NaOH 80 %KOH+ZO%NaOH+少量 H2 O 84%KOH+14%NaOH+(2%～3 %) H2 0 |
155 130 140 |
170～300 150---300 150～ 300 |
该碱浴的缺点为有较强的腐蚀性，对皮肤有损坏，现场要加通风装置，赤热的工件浸入后，碱液会剧烈沸腾、飞溅，主要用于碳钢的淬火。
(3)盐与碱、硝盐的混合液
用于进行工件的淬火发蓝处理，可省去一道工序。处理后具有变形小、光洁度好和有一定的抗锈蚀能力。多用于形状复杂、要求变形小的碳素工具钢、渗碳钢。工具钢和合金钢等淬火。表9 -5为实际生产中几种主要的混合液的配比情况。
表9-5 常见碱浴和硝盐浴配比及特性
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序号 |
配比的成分 |
熔点／℃ |
使用温度／℃ |
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1 2 3 4 5 |
85 %KOH十13%NaNO3+.(2%～3%)H2O 75% (35% NaOH+65%KOH) +20 %NaN02 +5 %KNO3 80%NaOH+20%NaNO2 95% NaOH+5% NaN03 70%NaOH+20%NaNOz+ 10 %NaNO3 |
140 160 250 270 260 |
150---300 180 --280 280～350 300--350 280～350 |
对于该类介质如果对溶液加以循环，具有提高冷却能力的作用，工件得到稳定的产品质量；同时流动性好,使用温度范围宽，高温下冷却速度快，用作分级。等温淬火用，低温下冷却缓慢，用作要求变形小、形状复杂的工模、模具钢的淬火介质。盐浴中盐和碱的含量比例可适当调整，亚硝酸钠对氧化膜的生成和外观质量影响较大，如含量高则氧化膜薄，抗锈蚀能力减弱；而含量降低氧化膜增厚、氧化层疏松而易剥落。假如氢氧化钠的含量高。则生成的氧化铁沉积在工件表面上呈红色，含量低时则溶液的温度不能升高，膜薄而色泽变浅。因此在工作过程中要注意观察工件的表面颜色。发现问题及时对成分进行调整。
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