水溶性淬火液有哪些?其优点、缺点,用途及注意事项
水溶性淬火液有水、氯化钠水溶液、氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液、硝酸盐水溶液、氯化锌-氢氧化钠水溶液及硅酸钠水溶液等,其优点、缺点,用途及注意事项如下:
1、水:
优点:汽化热高,传热系数较高,化学稳定性好,很便宜,使用方便。
缺点:冷却速度随水温的变化而发生明显变化。650-550℃区间冷却速度小于300-200℃区间。因在奥氏体不稳定区域冷却速度低,故会出现淬不硬现象。淬火件在淬火时还会产生巨大的应力,造成开裂和变形。蒸汽膜阶段长,易生气泡。在淬火件的凹槽和孔内蒸汽不易逸出,造成冷却不均,因此易出现软点。
用途:只用于小截面、形状简单的碳素钢件错淬火,工作表面较光洁。
注意事项:使用时最好用搅拌或强制循环的方法,以提高冷却的均匀性,防止产生软点和变形。水中不应混入灰尘、油类等杂质。工作温度不应超过40℃。
2、无机水溶液:
1)氯化钠(食盐)水溶液:
介质组成:NaCl浓度可用5%或10%。
优点:NaCl能附着于灼热的淬火件表面,剧烈爆炸成雾状(崩膜),使蒸汽膜破坏,蒸汽膜阶段大为缩短,从而明显提高水的冷却速度,冷却也比较均匀。价格便宜,淬火件可达到较高硬度,而且硬度均匀。
缺点:冷却速度随溶液温度而变化,淬火后淬火件易生锈。
用途:用于淬透性低、不易开裂、对防止变形要求低的淬火件,例如碳素钢件(有效厚度30-100mm,采用盐水,油淬火),合金结构钢(40Cr,40CrMoV,有效厚度30-150mm;38CrMoAl有效厚度>80mm。)
注意事项:使用时溶液温度应控制在60℃以下,淬火后要清洗,并要进行防锈处理。
2)氢氧化钠水溶液:
优点:冷却曲线与氯化钠溶液基本相同,NaOH可与淬火件表面的氧化皮相互作用,产生氢气,使氧化皮迅速剥落,使淬火件表面呈现光亮的银白色。冷却能力大于氯化钠。
缺点:有腐蚀性,劳动条件较差,在使用中易吸收空气中的二氧化碳而使成分逐渐变化。与前两者一样,冷却速度也随溶液温度而明显变化。
用途:用于碳素钢。
注意事项:要定期更换溶液。
3)饱和氯化钙水溶液:
优点:在奥氏体不稳定区(650-550℃)时,有很高的冷却速度,在马氏体转变区,由于它的沸点比水高,对流的开始温度也较高,同时它的粘度比水大,传热性也较差,因此冷却速度较慢,从而减小淬火的应力,防止变形和开裂。它的配制方便,容易购买,价格低,使用寿命长。
缺点:温度太低时,会有氯化钙结晶析出,堵塞淬火槽管路。淬火件放置时易生锈。
注意事项:淬火件淬火后要及时清洗,进行防锈处理。
4)过饱和硝酸盐水溶液:
介质组成:(1)三硝溶液硝酸钠25%,亚硝酸钠20%,硝酸钾20%,水35%, 使用相对密度应控制在1.4-1.5之间;(2)二硝溶液硝酸钠31.2%,亚硝酸钠20.8%,使用相对密度应控制在0.36-1.41之间。
优点:在高温区(650-550℃),由于大量硝酸盐的存在会破坏蒸汽膜的形成和稳定性,使冷却速度接近水。在低温区(300-200℃),由于溶液浓度高,粘度大,流动性差,对流速度慢,使冷却速度又接近油。三硝溶液与饱和氯化钙溶液相似,淬火硬度高,淬硬层深,变形小,不易开裂。淬火件防锈性好,冷却特性介于水与油之间,高温下冷却速度比油快3倍,低温下为油的1倍,但仍比水慢。
缺点:价格比氯化钙高很多,亚硝酸钠有毒,易生致癌物质。
用途:用于中碳钢、高碳钢、低合金和球墨铸件的淬火,还可代替碳钢的水-油双液淬火。45钢有效厚度小于或等于40mm。有些形状简单的合金钢[40Cr,65Mn,20Cr(渗碳后),GCr15] 工件也可采用。
注意事项:要注意亚硝酸钠有毒,而且有致癌作用,应改用无毒防锈剂。使用温度为30-60℃。当温度升至100℃时,冷却能力就会下降,就会有软点出现。
5)氯化锌-氢氧化钠水溶液(光亮淬火剂):
介质组成:氯化锌12.25%,氢氧化钠12.25%,肥皂0.5%,水75%。
性能:氯化锌与氢氧化钠反应,生成氢氧化锌,呈乳白色,高温区冷却速度比水快,低温区冷却速度比水慢。
优点:淬火件硬度高,变形小,不易开裂,表面光亮。
用途:用于碳钢和碳素工具钢等形状复杂的工模具的工件的淬火,可代替水-油双液淬火。
注意事项:要注意淬火前事先要先搅拌均匀,用压缩空气搅拌更好,工作温度应控制在20-60℃之间。
6)水玻璃(硅酸钠)水溶液:
介质组成:单一水玻璃溶液,模数M=SiO2/Na20=2.4,相对密度1.091-1.125(12-16波美度(Bc))(硅酸钠可用硅酸钾代替)。
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