利用新型淬火介質(zhì)改善耐磨板熱處理效果

  隨著設(shè)備的大型化和尖端化發(fā)展,,對(duì)金屬材料的熱處理性能要求越來(lái)越高,,采用傳統(tǒng)的熱處理冷卻工藝常常不能滿足設(shè)計(jì)要求。淬火介質(zhì)是影響淬火工藝及零件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,正確選擇和合理使用淬火介質(zhì),,可以減小工件畸變,,防止開(kāi)裂,,保證達(dá)到所要求的組織和性能,。對(duì)耐磨板而言,一般選擇油淬火,。油淬火雖然對(duì)減小工件變形或開(kāi)裂很有利,,但對(duì)淬透性較差或尺寸較大的工件淬不硬,,且油易老化,對(duì)周?chē)h(huán)境的污染大,,還有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn),。很多中高合金材料大型鍛件采用傳統(tǒng)熱處理工藝時(shí)力學(xué)性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題,通過(guò)試驗(yàn)研究,,選用PAG 類新型淬火介質(zhì)代替雙液淬火和普通油淬,,結(jié)果淬透性得到改善,,特別是沖擊軔性得到顯著提高,,確保了這些材料在淬火后達(dá)到軍工產(chǎn)品的高技術(shù)設(shè)計(jì)要求; 同時(shí)減少了油的大量消耗,減少了二氧化硫與二氧化碳的排放,,取得了明顯效果,。

  所謂PAG淬火劑,是由一種液態(tài)的有機(jī)聚合物(聚烷撐乙二醇)和腐蝕抑制劑組成的水溶性溶液,。有機(jī)聚合物溶于水,,形成清亮、均質(zhì)的溶液,。當(dāng)溫度超過(guò) 74℃時(shí),,聚合物便會(huì)從水中析出分離,形成一層不溶解的相,。該產(chǎn)品克服了水冷卻速度快,,易使耐磨板開(kāi)裂;油品冷卻速度慢,,淬火效果差且易燃等缺點(diǎn),,在改進(jìn)耐磨板熱處理技術(shù),保證和提高力學(xué)性能以及環(huán)保等方面顯示了巨大作用,。

  該公司選用JFE-C400耐磨板和DILLIDUR 400V耐磨板作為試驗(yàn)材料,,用5% 和8%濃度PAG類淬火介質(zhì)進(jìn)行冷卻淬火,與使用普通淬火油進(jìn)行比較,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,JFE-C400耐磨板、DILLIDUR 400V耐磨板材料采用5%或8%的PAG 類淬火介質(zhì)代替普通油進(jìn)行淬火處理后,,各種性能均滿足設(shè)計(jì)要求,,強(qiáng)度提高10%~15%,沖擊韌性提高了60%以上,。DILLIDUR 400V耐磨板采用PAG 類淬火介質(zhì)的淬透性和淬硬性均高于普通油淬,,淬硬性提高一倍。從金相組織來(lái)看,,合金的組織更均勻,,耐磨板在基體中的固溶度更高,。

  油在高溫區(qū)的冷速較低,所以有時(shí)候耐磨板硬度達(dá)不到要求,,但油在300℃時(shí)的冷速較低,,可避免工件開(kāi)裂; 而水冷速很快,雖然淬火硬度和深度較好,,但容易開(kāi)裂,。一般認(rèn)為理想的淬火介質(zhì)在650℃以上應(yīng)當(dāng)緩慢冷卻,以盡量降低淬火熱應(yīng)力; 650~400℃之間應(yīng)當(dāng)快速冷卻,,以通過(guò)奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域,,避免發(fā)生珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。PAG 類淬火介質(zhì)的冷卻速度可滿足這三個(gè)冷卻階段的不同要求,,即在高溫和中溫段實(shí)現(xiàn)快冷而在低溫段實(shí)現(xiàn)慢冷,,這樣就使耐磨板在保證高淬透性的情況下不會(huì)過(guò)度變形或是淬火開(kāi)裂。這是因?yàn)樵诖慊疬^(guò)程中,,工件周?chē)囊簻匾坏┥饺芤旱臐狳c(diǎn)以上,,PAG 聚合物就從溶液中脫溶出來(lái),以細(xì)小液珠形式懸浮在淬火液中,,這種懸浮的PAG 液珠一接觸到紅熱耐磨板,,就靠其很好的潤(rùn)濕性粘附到耐磨板表面上,用形成的包膜來(lái)調(diào)節(jié)水的冷卻速度,,避免耐磨板淬火開(kāi)裂,。