聚合物淬火剂
1.聚合物淬火剂产品描述
是由一种液体有机聚合物和含腐蚀抑制剂组成的水溶性溶液。有机聚合物完全溶于水,形成清亮、均质的水溶液。但当温度超过74°C(165°F)时,聚合物便会从水中析出分离,形成一层不溶解的相。该产品克服了水冷却速度快,易使工件开裂;油品冷却速度慢,淬火效果差且易燃等缺点。
在使用聚合物淬火剂的稀释溶液进行淬火时,液态的有机聚合物会在金属表面沉积,形成一层薄膜。可以通过调节薄膜的厚度来调节金属的冷却程度。薄膜的厚度则是通过调节淬火冷却槽中聚合物淬火剂的浓度来完成。也可通过调节淬火液的温度或搅拌程度来控制冷却。在使用聚合物淬火剂时,通过控制以上参数的方法,与用油性淬火油的冷却效果相类似。
2.聚合物淬火剂工作机理
聚合物淬火剂水溶液在常温下均匀透明溶液,当温度升高时,聚合物淬火剂溶解度反而会下降,溶液就从透明变为混浊,到达74°C时聚合物的线型大分子就会从水中析出,并与水完全分离。(这叫做逆溶性,74°C就是逆熔点)。
当溶液中聚合物淬火剂浓度小于5%时,淬火时在高温区析出,能在工件表面起浸润作用,促使水蒸汽膜较快破坏,因此浓度低时聚合物的冷却能力接近于NaCl的水溶液。当聚合物浓度增大时,在淬火过程中能在工件表面形成沉积膜,起着隔热层的作用,使冷却速度下降。沉积膜的厚度取决于聚合物浓度。因此聚合物溶液的冷却速度是可以调节的。沉积膜的存在使散热比较均匀,从而可消除软点,并减小工件的内应力,防止工件变形。当淬火温度下降到逆熔点以下时,已析出的聚合物又会重新溶于水。聚合物的热稳定性良好,可长期使用。聚合物无毒,淬火后工件易清洗。
3.聚合物淬火剂特性
通过调整其水溶液的浓度,可在很大范围内调整其冷却能力,可以得到近于水,或介于水油之间,以及相当于油或者更慢的冷却速度,以满足不同材料和工件的淬火要求。
聚合物淬火剂需要最少量的更换处理,因为它们和普通的聚乙烯醇和溶解油相比,不易变质和被氧化。主要的处理工作就是补充蒸发损失掉的水。
聚合物淬火剂和普通的油性淬火油(剂)相比,能除去烟尘、煤灰和残杂物。使设备维护和工厂清洁工作变得轻松简单。
聚合物淬火剂淬硬层深,淬火硬度均匀,无软点,大大减小淬火变形和开裂的倾向。
水性淬火剂对黑色金属及有色金属均无腐蚀,淬火工件光亮且有短期防锈作用。
聚合物淬火剂在 0℃(32℉)以下会冻住,使用前需要在室温下预热解冻并混合。
聚合物淬火剂推荐最佳溶液温度 20~50℃,应不高于60℃。
4.典型性质数据
指标 结果
20℃时每加仑的重量(磅) 9.13
比重(20℃) 1.092
倾点 -16℃(-3℉)
粘度37.8℃(100℉),SUS 2200~2800
防锈作用 ASTM D 665A 通过
闪点,克利夫兰开杯测试,ASTM D 92 无
5.应用――聚合物淬火剂主要适用于:
小型机械零件如螺丝、螺钉、螺母、紧固件、螺帽、五金零件、汽机车或自行车零件、手工工具等的淬火(网带式炉);
适用于感应淬火和火焰淬火,诸如齿轮、机轴、凸轮轴等部件以及几何外型复杂、较高要求的工件;
连续网带炉、多用箱形炉、井式炉、台车炉、高频或中频感应热处理等;
小批量的渗碳零件(井式电炉),吸热型或放热型炉的渗碳、碳氮共渗、调质等(间歇式和连续式操作);
经验证可用于铝合金锻造、铸造以及沉浸钎焊。和水淬火相比,Quench PA 减少了对铝合金的残余压力,使矫直的范围变广,能达到加工效果的一致,潜在地节省了成本。
6.冷却曲线
图表1和图表2显示了Quench PA在实验室测试时的冷却率,实验使用一个不锈钢的测试圆柱体(长是直径的4倍),在它的几何中心安置有电热偶。
图表1显示了在恒温和搅拌下,浓度变化的影响。图表2显示了在同样的搅拌下,液温升高对冷却率变化的影响。