工件熱處理冷卻中常見的冷卻介質及特點(3)
該類介質在冷卻過程中不發(fā)生物態(tài)的變化，冷卻時傳熱只靠對流作用，在高溫區(qū)有很快的冷卻速度，而在低溫區(qū)冷速較慢，用于大尺寸工件的工模具鋼等零件的淬火，能夠減少工件的變形和開裂，下面分別加以介紹。它們必須具有以下特性：
①熔點低、流動性強；
②黏度小、減少工件帶出的鹽熔液損失；
③不易老化、不腐蝕和便于清洗；
④不產生大量蒸氣，減少氣體對環(huán)境的污染。
(1)鹽浴、等溫分級淬火硝鹽浴
氯化鹽低溫鹽浴用于高速工具鋼的分級冷卻，其成分多為氯化鋇、氯化鈉和氯化鉀等混合物。硝酸鹽(NaN03和KN03)和亞硝酸鹽(NaNOz和KNOz)以不同比例混合可得到不同熔點和不同冷卻能力的硝鹽浴，用于合金工具鋼和模具鋼的淬火，具有工件變形小、硬度高、不易開裂的特點[1，3]。表9—2為低溫鹽浴淬火介質的組成及使用溫度。表9-3為硝鹽浴的組成及工作溫度。
表9-2低溫鹽浴淬火介質的成分和使用溫度
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序 號 |
淬火介質的組成成分 |
熔點／℃ |
使用溫度／℃ |
|
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 |
上述介質配比不同，則其溫度的使用范圍有較大差異，在實際熱處理過程中，應根據(jù)工件的材質．技術要求、幾何形狀等合理選擇淬火介質，確保工件的產品質量的穩(wěn)定，使產品的變形最小，發(fā)揮出該材質的特性。
(2)堿浴
具有較大的冷卻能力，淬火后的工件表面呈銀灰色，潔凈，如加入水則可顯著降低其熔點，提高冷卻速度。表9-4為常見的幾種堿浴配比。
表9-3硝鹽浴的組成及工作溫度
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序號 |
淬火介質的組成成分 |
熔點／℃ |
使用溫度／℃ |
|
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 常見堿浴的配方及特性
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序號 |
堿浴成分 |
熔點／℃ |
使用的溫度范圍／℃ |
|
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 |
該堿浴的缺點為有較強的腐蝕性，對皮膚有損壞，現(xiàn)場要加通風裝置，赤熱的工件浸入后，堿液會劇烈沸騰、飛濺，主要用于碳鋼的淬火。
(3)鹽與堿、硝鹽的混合液
用于進行工件的淬火發(fā)藍處理，可省去一道工序。處理后具有變形小、光潔度好和有一定的抗銹蝕能力。多用于形狀復雜、要求變形小的碳素工具鋼、滲碳鋼。工具鋼和合金鋼等淬火。表9 -5為實際生產中幾種主要的混合液的配比情況。
表9-5 常見堿浴和硝鹽浴配比及特性
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序號 |
配比的成分 |
熔點／℃ |
使用溫度／℃ |
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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 |
對于該類介質如果對溶液加以循環(huán)，具有提高冷卻能力的作用，工件得到穩(wěn)定的產品質量；同時流動性好,使用溫度范圍寬，高溫下冷卻速度快，用作分級。等溫淬火用，低溫下冷卻緩慢，用作要求變形小、形狀復雜的工模、模具鋼的淬火介質。鹽浴中鹽和堿的含量比例可適當調整，亞硝酸鈉對氧化膜的生成和外觀質量影響較大，如含量高則氧化膜薄，抗銹蝕能力減弱；而含量降低氧化膜增厚、氧化層疏松而易剝落。假如氫氧化鈉的含量高。則生成的氧化鐵沉積在工件表面上呈紅色，含量低時則溶液的溫度不能升高，膜薄而色澤變淺。因此在工作過程中要注意觀察工件的表面顏色。發(fā)現(xiàn)問題及時對成分進行調整。
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