水基淬火冷却介质在65Mn弹簧垫圈热处理中的应用

菏 √辫簧娲 ，／热媳 水 基 淬 火 冷 却 介 质 在65MI1弹簧垫圈热处理中蝻应用’ 山海杀标堆件总厂 李景恩 T(；rl6： 午 ． 热处理淬火的冷却过程及方法与零件 韵 质量 、产l品成本和] 人的劳动条件有密 蜘的关系 正确地选用冷 却介质，可 以减 少零件的淬火变形、防止开裂，倮证获得 所需鲰组织和性能，还能改 工艺，掘商 生产率，节约能源，降低成术，消蹂污染 和改善劳动条件。 理想的簿火冷却介质柏：冷却性能方面 应该在奥氏体稳定性较小的温世范围内具 有足够的冷却能力，-以避鱼过冷 奥 氏 休 的先期分解 而在马氏伴转变的滏廖范 内保持缓慢的速度以减少冷却应力夏由此 导致的淬火变形 j开裂。在化学性能方面 应有良好的热稳定性，不 热 分 解}耐 腐 蚀，不腐蚀零件及设备和不污染环境。另 外应具有操作安全性 ，不着火；无论是浸 入式冷却或喷淋式冷却都能适用。 常用的淬火冷却介质～ 水与油，址 热处理淬火时广泛采用的传统冷却介质。 水与油在冷却性能方面各有其优缺点，水 在低温时冷 睫E度，又因为气膜影响，而常 有冷却不均匀而使零件易变形与开裂j油 则 因_为在珠光体转变温度范围内冷却过于 缓慢，冷却能力低，臻稳 定性 差，易氧 化，裂解和老化，影响淬火零 件 出 现 软 点，甚至淬不硬 (橹别是断面钡 天。的 零 件)。 一 近年来美国、西欧 日本等工业发达 斟家对聚合物淬火冷却介磺l协研究进展较 快，取得J 成果。我陶在这玎 同样也l忭 了较多的研究开发工作。倒丑¨，研制出的 S一 5l1、 S一 20’1、 SSTl01、 SST201． sg．r3ol、lR卞8一It Q 等型号的水基 淬火冷却介质。 水基聚合物淬火冷却舟质具有其它淬 火冷却介质所不具备的斑点，如'·无火警 危险，无毒，不象淬火油那样幅 环境； 淬火后的零件尢需去油赴理，可以直接回 火，减少丁后处理的yz4_~釜，售价较油低 慊垮，所设 是微有发展前途柏淬火冷却 介质 车丈盥埘R'T8_-j 5、SST10l，QYQ 水基淬火冷却介质的性能、特点及生产中 应J{j(小量试验)情揽进行探讨，供热处 理工_11 析参考。 一 ， 水基淬火冷却介质的理 化性能及特点 1． 组 成 水基淬火冷却夼质是以水为丛，加^ 商分子聚合物、防锈剂、防腐剂组成柏无 毒、无奥、不燃烧稚『冷却能力可调的新型 淬火冷却介质。 2． 理化性能 水基聚台物冷却介质母被 能与 水互 溶，加入水后稍加搅拌即可以完全溶于水 中，成为 诈 浓度的水海灌。各种水旗淬 火冷 却介质的生婴理化 k能l指稀 嚣 1： 一 6 一 T 0 维普资讯 http://www.cqvip.com 水基捧火冷却介质鼍化指标 衰1 、、 指标 I外 观 有效成分 密度(20。C) 凝固点 粘度(25。C) 折射率 糖度 PH值 f 型号 、＼}(龋色) ( ) (E，c皿 ) (C。) I (PaS) (n 0O) (％) qYq母{睡l乳曲浅黄色 ≥4·& l一1．2 7--8 7--1 o 一 ，RT8—15 桔黄色 3 1．a2 3 7—0 — 1．336 2．2 SST101 J淡黄色 2 1．014 —— 9．5 J — 1．336 1．8 3． 冷却性能 ④ 冷却特性参数 几种冷却介质冷却特性具体数字见2。 冷 却 特 性 参 敷 琰2 、 、 参数 特性温度 特性时间 最 大 冷 冷却温度 800--40o。C 800--300。C 冷却时间 玲 间r 备 注 型号、＼ (。C) (s) 焉毋 (。C) (S) _ — 永 576 r ． 16o0 ， ． 400 1．1 1．2 自来水 t RTg--~5_ 介质-水 (中等搅拌) 54o- 4．1 2OO 一 5ge一- r一．6 l～ ⋯ ⋯I 8·3 =1 t 4 RT8．一t 5 ● ； 介质 I水 440 1O ． 3 。’ 280 400 10．5 11．6 (静止) =1 I 4 0．I QYq 7Se一783 1．8 l42 604 3．7 4．4 L I _s Tl_o1 lDDO一 。。～ O车一 ⋯ Bi 一～一{一9．2 疆度2 ②l几种冷却介质冷却速度曲线比较 阻1 TR 8--15承淬火计不同温度冷却曲线静止 一 7 一 臭、无味、无毒，淬 火时无油烟不燃烧、 ． ． 叫—● 叫．．．． * ． * ．．．． ～ 维普资讯 http://www.cqvip.com 对环境 无污染 ；无须采用环境保护和废水 ． ． ‘ 处理 损害工人的身心健康。 ’ } 型 (除盐浴炉外)加热 或喷淋淬火1只要选择 于多种钢材 的 淬 火冷 要求，淬火后不要需洁 却 慨 精格比{棼一一⋯ 介质机油价格低廉，具 图0 TR8一l5磁力搅拌不 | 间温度冷却lI自线 《 几种津火砖却介质价格比较 裘3 ' 介质垄号 20号机油 ． 0．4 0YQ RT8--15 I SST~cl 1 l f 价格(元／吨) 4200 l 000 2001) 1EO0 { ． 善 口⋯ ⋯⋯⋯一⋯ ， 一 ’ ＼＼＼ ’ 二、试验与工业应用 。 ll{ ． ＼ ． ‘ ～ ‘ 曾试验过，当时存在的主要问是淬火 f 、 1¨、。＼， l，毫 裂，未能投产使 。这次试验们ju发懿灶 多 篓 围，因此未做这方面的试验。 圉。 ssTl。l水基淬 介质不同温度玲却I 线 静 ：) 一 8 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 薯童 t c， 图4 O．4 QYQ淬火介质的冷却曲线 - ， 1． I}_心冷却曲线 2． 毒面簿却|lI}线 畸 出抟却速度曲线 一 I．几种东基淬火冷却介质前试验比较 不列程度绗谇火萼 纹 啦4．SQYQ~ 淬 我们选 择了RT8—15，0．4 QYQ、 火冷却介质，试验 的加 热 温 发 从800 SST10l水基淬火冷却l介质进行试 验，试 840。c各个温度， 加热时间脚样也为20公 验址在相同的设备条件下加热，加热时问 钟，试验五种规格的弹簧垫 圈，830。C 都相翮，选择了不同的加热温度，使用不 上温度加热的零佧，淬火净却后检查外 问型号的冷却介质，试验的结果详见表4， 观，均发现有裂纹J 820。C以下温 度加热 表5，袭6。 的零件，只有规格24的弹簧垫躅产生淬 RT8—15和SST l0 1两种水基 淬 火冷 裂纹，其它规格24的弹簧垫圈均无裂纹。i 却介质，试验的加热温度从800--840。C各 为了进一步弄清规格24弹簧垫圈产生裂绞 个温度，加热时间均为20分钟，淬火后经 构原因，在淬火前把规格#4的弹簧垫圈进 _仔组的外观检 均皋发现嘉 淬l火裂纹。一一 ．行 次消脒应力处理 ，然后在8 l~显30 _G 当加热温度选择为850。C时，加热时 间也 加热20分钟，同样用0．4％QxQ水基淬火 为20分钟，用和上述相同的冷 却 介 质 冷 冷却介质冷却，处理后检查外观，均无淬 却，淬火后经仔细的外观检查，均发现有 火裂坟，详见表7。 。 消 赫 应 力 后 淬 火 试 验 1． 隶 7 舟质温度 加热温度 J加热时间 泞 量 裂纹数量 (-C) CC) ’ (分) 件)． 韧性试验 24 2O--38 820 l 20 53 ’0 台 格 24 45--65 83o 2o ．50 0 台 }}} r 一 9 一 露 ^ 蚍 啪 m m 埘． ． ：兰 维普资讯 http://www.cqvip.com 从上述三种水基淬火冷却介质的试验 结果比较，可以看出RT8— 15和SST101i9=f 种冷却介质的淬火加热温度范围比较宽， 应用于大量生产比较容易控制。介质的使 用温度为2O一6O。C之间，都可 以满 足热 处理的硬度要求。但是R r8一 l5冷 却介质 在淬火时发出有轻微纳刺激性气味。 2．小批量试验 小批量试验是在正常生产条件下，根 据现有的冷却能力，冷却槽的容积约1OO～ 12O升，冷却介质在静止状态，加热条件和 正常生产状态相同，每次淬火10~20千克 左右，淬火后检查外观裂纹情况，挪性和 硬度，试验结果详见表8。 三、结 论 1．经济效果比较 我们将工艺改造前后热处理所消耗的 费用做一下比较，详见表 。 2．结 论 哭于水基淬火冷却介质的特点及优点 如前所述，在此不重述。现提出以下儿 看法供参考 ① 、水基淬火冷却介质的使用温度控 制在20~60。C最佳。零件应尽可能均匀分 散落入冷却介质中，适当的搅拌或使零件 与介质间相对运动，有助手获得较高而均 匀的淬火硬崖。 ② 、水基淬火冷却介质的浓度控制， 采用WYT～1 5型便携式糖量计 (或 粘度 计)监控浓度 (或粘度)。超过浓度 上限时加水，低于规定浓度下限时劫1淬火 介质母渡。 ③，与水基淬火冷却介质配套使用的 淬火炉型最好为连续式的同带炉，除盐溶 年产400璁弹基妊{，F暴比较 - · 、 裹9 『使用l设备 日产置 吨产品淬 吨产品淬火 吨产品淬火 姥羹端 吨产晶摘 疆 火耗电量 耗辅料费}{I 耗冷却介质 群工时费 费 用 痞 ( ／吨) 及功率 (吨) cKWh／吨) (元／吨) (元／吨) 盐炉 十予垫炉 1 1 改。静 75KW 2．0 048 89．44 63 ．24 l0O0 -b15KW ● L 改 后 障 式炉45KW I．4 l ’’l 463 0 30 -- 40 o o _ _ l 前二后 1 85 89．44 28 24 1000 年产l‘00吨节约蠢甩梧算音蔫1；毳’ 37000 357TB l200 9600 80∞ ● 拄I① 耗电按窨量的6D 计算 ② 奢环教按产量 的2 估算 炉外的其它炉型也可以应用 ④、用水基淬火冷却介质代替机沁 可以节省能源，为 企业带来一定的经济效 益 并且安全，不荇染环境 ⑤、水基淬火冷却介质对零件有一定 的防锈作用，零件上的氧化皮容易脱落， ‘ 粘附在零件 I：净l却介质豁易消沈 、⑥、水基苷火冷．却介质为高分子餐台 姥予结构稳 ，寿淬火时带入的杂质 ’不 发生反应，与童气审的ojl’乇：0 曹也不 发生反应，配制好曲砖却介质搁置一段u1j 同后使甩性能不变。 一 1O 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 1 1 一 一。 ； 一 呻 0 一 0 群蹈]；蒜辜蛳 皋莆靶 攒糊*∞_1 ∞l上 ■瑚■器 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 12 一 — — — ～ ⋯ ～＼ ． _ f I 兰 堆 l f l l 甘 如 2 蛙 I 血 T 『 ． 堆 x篁 器 I， I J0 j 。 三 c。 n ÷ ∞ f 氅 x三 h 气 5 1 量 。 = e 器 斑 1 lI lI I 赴 竺 鹰 暑 J 器 蕃 j 寸Ⅱ ' 瘴 、 I l 『 lI l 0 如 。 『 * 蕾{ 2 瘴 謦 奄 I。 蠹 嚣 嚣 兽 l。 也 董 ： 1 最 ’ 蟑【 j蜡 口 谁 霍 X 瑙 ． 耀 0 瘴 赣 嚣 耄l l lI I l 曩 史 们 ÷ ^g f§ l ： 鞠 i ● l ● V 翻 赫 、 。 ⋯ 妇 曲 景l鼻 厦 棼 I l罩 糕 嘣 侣 蔚 兜 辅 牝嘻疑瘴 * ： 辨冀 辫赛 嚣 畚羹 甏 曼 一旦' J鱼! 罂 ．． 维普资讯 http://www.cqvip.com 群 。 l ≮ 妊 = 上 至 dE № ‘ b 。 I ∞ 匠 l瑶 ● l 。{啦 匡 ● 篓 · ' 蜒 。 ≥ 悄 ， i 密 ． 盆 上 量 史 I 厦 竹 如 ．鞴 ’。 * _ 埘 馨 拄 高 J l 导 - 昌 I 嚣 蠡 ． 铽 蠹 i 、 昌 ∞ ≈Ⅱ 。= ： ：暇 匠 = 悴 ：癣}§ 0 蠢 ： 、 罂 。 密 I l 【 霰 案 掣 I 景 ☆ l犀 “ 如 -e- ● ^ ^ ， J 0 。 ． U 世 ‘ 一 _ I 之 J ， 0 捌 匠 蛔 哪 剥 篓 赠 智 赫 鞫 重 } l 史 赣 蓑 鞋 妇 辅 {L瑶鬟嚣 * 曩 量 转 彝 l ， l — l3 一 骷螬丁；孵_i 基餐皋藉念*艘增*LnH ■翔-_-P 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 l4 一 f 彘 鞋 } 盆 I —I I 器 鹾 ● ． 墓耋0 譬 蝮 攀 墨 T 屯 器 缸 n 著 参 × 整 赶【 一 。f_ 女 ． 豫 l l 】 器 _I卜 鹾 懈 高 如 善 0 时 、 ∞ 2 。 × N } 譬 谗 昶 蝴 - 鞋 姆 翟 0 彘 封 嚣 一 下 《 骨 ． 曼 爱 妞 ^ ^ ^ ^ r U U 虫 摇 盘 V 0 一 心 _ 州 礴 越 厦 阚 鲫 鹤 趟 剥 赠 翟 赫 垣 越 暑 定 瘴 蒜 妇 啦 期 鹫 {L咯疑鞋 * 蹙 群 晕 茕 ∞巢 群蹿丁f辩毫奠簿一{氅 景禽 特精* 。 ∞∞ ■囊囊嚣 维普资讯 http://www.cqvip.com