論文摘要：淬火介質(zhì)是實(shí)施淬火工藝的重要保證，對(duì)金屬材料熱處理后工件的質(zhì)量有著很大的影響。武漢理工大學(xué)有一種節(jié)能環(huán)保淬火技術(shù)．“擦油水冷”雙液淬火法，又稱(chēng)“飛雕淬火法”(飛雕技術(shù)創(chuàng)新之一)，非常值得推廣。這種淬火方法適合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低碳鋼、中碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼及不銹鋼的淬火和表面防銹處理。

論文關(guān)鍵詞：淬火介質(zhì)；雙液淬火；飛雕淬火

0前言

金屬進(jìn)行淬火處理時(shí)，需要將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬火介質(zhì)中快速冷卻。鋼的淬火(配合一定溫度的回火)是熱處理工藝中最重要、也是用途最廣泛的工序。根據(jù)加熱溫度的不同、加熱速度的快慢、加熱介質(zhì)及熱源條件、淬火部位的不同及冷卻方式不同，淬火方法有多種分類(lèi)方法。

生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的淬火分類(lèi)是以冷卻方式的不同劃分的。主要有：?jiǎn)我捍慊稹㈦p液淬火、馬氏體分級(jí)淬火、貝氏體等溫淬火、復(fù)合淬火、特殊工件也采用壓縮空氣淬火(風(fēng)淬)、噴霧淬火、噴流淬火、預(yù)冷淬火法(在空氣、水、油預(yù)冷以及擦水、擦油預(yù)冷)。

常用的淬火介質(zhì)有：水、水玻璃水溶液、過(guò)飽和硝鹽水溶液介質(zhì)、氯化鋅．堿光亮淬火介質(zhì)、聚乙烯醇水溶液、礦物油、堿水、熔鹽、熔堿等。

1“飛雕淬火術(shù)”一“擦油水冷”雙液淬火法

淬火介質(zhì)是實(shí)施淬火工藝過(guò)程的重要保證，對(duì)金屬材料熱處理后工件的質(zhì)量有著很大的影響。武漢理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心有一種節(jié)能環(huán)保淬火技術(shù)一“擦油水冷”雙液淬火法，又稱(chēng)“飛雕淬火術(shù)”(飛雕技術(shù)創(chuàng)新之一)，非常值得推廣。這種淬火方法適合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低碳鋼、中碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼及不銹鋼的淬火和表面防銹處理。如：學(xué)生實(shí)訓(xùn)的產(chǎn)品小榔頭、手柄、異形非標(biāo)螺母及絲桿。特別是小榔頭，全國(guó)理工科大學(xué)生、中專(zhuān)生、技校生及職業(yè)學(xué)校學(xué)生的鉗工和金工實(shí)習(xí)，或?qū)嵱?xùn)大多數(shù)要制作小榔頭。小榔頭用這種方法淬火，非常方便。這樣制作小榔頭不僅可以提高硬度，而且可以防銹，學(xué)生還可以了解熱處理知識(shí)。

這種方法非常簡(jiǎn)單，就是把擦洗機(jī)床、維修機(jī)床后不要的油棉紗放入水(最好是熱水)中，做成淬火介質(zhì)。那么，薄薄一層油就會(huì)浮出水面，形成上油下水淬火介質(zhì)一“飛雕淬火液”，此法可取代“水淬油冷”介質(zhì)。在傳統(tǒng)雙液淬火中用得最多的是先水后油法，而且水油分開(kāi)，因?yàn)檫@樣可以保證淬火硬度。雖然現(xiàn)在廚房所用菜刀已普及為不銹鋼，但以前廚房所用鐵匠打的菜刀為夾鋼，即刃口為鋼，刀體為鐵，其淬火方法就是先油后水，也有用馬尿淬火的。

我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)水中發(fā)出“咝”聲，到“咝”聲微弱時(shí)立即取出。另一種方法是利用手感考察在水中的震動(dòng)，震動(dòng)開(kāi)始減弱時(shí)立即取出。取出后在空氣中冷卻。這樣做的目的是不用再加熱回火，更節(jié)能環(huán)保，讓其自回火。

對(duì)于某些局部淬火件，如鏨子、扁鏟等利用冷卻的余熱進(jìn)行回火，叫自回火。自回火是利用工件的內(nèi)外溫差造成的溫差使得淬火部分達(dá)到自回火。一般用在表面淬火的產(chǎn)品，控制冷卻時(shí)間，使表面冷到一定的溫度后停止冷卻，這樣靠余熱回火。主要用在尺寸質(zhì)量效應(yīng)較大的工件上，例如：表面層淬完火后，其中部仍然有600—700℃的余溫，那么余溫傳遞到淬完火的表面層，就是一個(gè)自回火過(guò)程。在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行自回火，主要靠零件表面色彩來(lái)控制溫度，如黃色為220—255℃、藍(lán)色為300～315℃。也可以用測(cè)溫筆或表面測(cè)溫接觸溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫。低碳鋼淬火時(shí)，由于Ms點(diǎn)溫度較高(>350℃)，淬火時(shí)得到的低碳馬氏體，在淬火冷中途便得到回火，獲得回火馬氏體組織，使鋼的強(qiáng)度及韌性均得到提高。所以，低碳鋼會(huì)發(fā)生自回火(或稱(chēng)“淬回火”)。我們配制的“飛雕淬火液”雙液淬火介質(zhì)節(jié)能環(huán)保，一般工廠油棉紗都是隨垃圾一起倒掉，很不環(huán)保。如果把油棉紗反復(fù)泡熱水或冷水(冷水在淬火中也可變熱)，也可以把維修機(jī)器的廢機(jī)油及皂化液等收集起來(lái)，不隨意亂倒，再和水混合在一起，油及皂化液的比例不要超過(guò)10％。這樣，既環(huán)保又節(jié)能。其淬火介質(zhì)不易老化，使用壽命長(zhǎng)，并具有優(yōu)良防銹、防腐性能。也不用擔(dān)心淬火介質(zhì)不純及淬火介質(zhì)有雜質(zhì)等問(wèn)題。 2其他常見(jiàn)淬火介質(zhì)特性如下：

化學(xué)工業(yè)出版社2009年2月出版的《熱處理實(shí)用淬火介質(zhì)精選》一書(shū)介紹了各類(lèi)淬火介質(zhì)近400個(gè)品種和規(guī)格。但主要有下列3類(lèi)淬火介質(zhì)其特性如下：

(1)純水是應(yīng)用最早、最廣泛、最經(jīng)濟(jì)的淬火介質(zhì)，它價(jià)廉易得、無(wú)毒、不燃燒、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、冷卻能力強(qiáng)。通過(guò)控制水的溫度、提高壓力、增大流速、采用循環(huán)水、利用磁場(chǎng)作用等，均可以改善水的冷卻特性，減少變形和開(kāi)裂，獲得比較理想的淬火效果。但由于這些方法需增加專(zhuān)門(mén)設(shè)備，且工件淬火后性能不是很穩(wěn)定，所以沒(méi)有能得到廣泛推廣應(yīng)用。所以，純水只適合于少數(shù)含碳量不高、淬透性低且形狀簡(jiǎn)單的鋼件淬火之用。多數(shù)工件用純水淬火易開(kāi)裂，淬裂的原因是眾所周知的：純水的低溫冷卻速度太快。這是純水的一大缺點(diǎn)。純水因?yàn)樗疁厣撸鋮s的蒸汽膜階段會(huì)迅速延長(zhǎng)，使這種因素引起的內(nèi)應(yīng)力長(zhǎng)期存在，為產(chǎn)生變形提供了塑性好、應(yīng)力大和作用時(shí)間長(zhǎng)的條件，因此不僅引起嚴(yán)重的硬度不均，更會(huì)加大工件的淬火畸變。純水的冷卻特性對(duì)水溫特別敏感。

(2)淬火油通常以精制程度較高的中性石蠟基油為基礎(chǔ)油，它具有閃點(diǎn)高、粘度低、油煙少，抗氧化性與熱穩(wěn)定性較好，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形狀復(fù)雜、要求淬火變形小的工件。淬火油對(duì)周?chē)h(huán)境的污染大，淬火時(shí)容易引起火災(zāi)。

(3)熔鹽易老化，對(duì)工件有氧化及腐蝕的作用。熔堿有氫氧化鈉，氫氧化鉀等，它具有較大的冷卻能力，工件加熱時(shí)若未氧化，淬火后可獲得銀灰色的潔凈表面，也有一定的應(yīng)用。但熔堿蒸氣具有腐蝕性，對(duì)皮膚有刺激作用，使用時(shí)要注意通風(fēng)和采取防護(hù)措施。

3結(jié)語(yǔ)

“飛雕淬火液”雙液淬火介質(zhì)特性-節(jié)能環(huán)保。由于“飛雕淬火液”是油上水下的雙液介質(zhì)，且水中有雜質(zhì)，是質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、性能優(yōu)異的淬火介質(zhì)，實(shí)際上比純水更適合，水中的固體微粒(碎鐵屑、銅屑及泥沙等)及皂化液，有助于工件表面之洗凈作用及破壞蒸氣膜作用，使得冷卻速度增加，可防止淬火斑點(diǎn)的發(fā)生。由于普通機(jī)油與純水的冷卻速度分布曲線之間有很寬廣的空白地帶，而“飛雕淬火液”可以部分填補(bǔ)這個(gè)空白地帶。因此淬火處理，不用純水而用混合水之淬火技術(shù)是很重要的觀念。還有，這種油上水下淬火介質(zhì)，因油(5％～10％)少水多，則生產(chǎn)環(huán)境清潔、不易燃燒、極少煙氣，淬火時(shí)因水占90％～95％，所以油溫不會(huì)很高。淬火后工件無(wú)需清洗、不用回火，非常節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)成本低。使用濃度低，粘度小，工件帶出極少量油，又可以防銹。可以避免“油淬不硬而水淬又裂”現(xiàn)象。

低碳鋼淬火時(shí)，淬火介質(zhì)不需要加廢機(jī)油，只要有油棉紗即可，其淬火效果比不加油棉紗效果要好得多，工件表面要光亮得多；中碳鋼淬火時(shí)，可以加廢機(jī)油及廢皂化液等。當(dāng)然，這種淬火方法只適合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低碳鋼及中碳鋼的淬火和表面防銹處理。“飛雕淬火術(shù)”可以顯著節(jié)省能源和資源，有利于保護(hù)環(huán)境。這是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，可有效減小零部件畸變，防止零部件開(kāi)裂，提高熱處理質(zhì)量的技術(shù)。此法有著廣闊的推廣、應(yīng)用發(fā)展前景，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。