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一、水溶性淬火剂需要定级！

某弹簧厂得到一桶供免费试验的淬火剂，立即组织人员安排方案，对该厂常用钢种进行淬火试验……。两、三个月后，花费了大量的人力，留下一大堆试片，终于得出了结论："这种淬火剂在我们厂不适用"。──象这样的工作，一直在各地进行着。虽有少数工厂能选中适合的淬火剂，但总的说浪费很大，损失不小。

水溶性淬火剂类型很多，不同的类型有不同的特性，在同一类型中，不同的品种在性能上又有很大差异。当前尚没有统一的标准来指导工厂选用淬火剂。同时，不少淬火剂生产厂又不能提供正确及时的技术服务。在这种情况下，为避免上述盲目选择和试验，减少由此而造成的损失和浪费，很有必要给水溶性淬火剂建立一个简单实用而又科学的评判方法，用以对各种淬火剂品种进行定级，以利于用户工厂有针对地选择和使用。

二、用"300℃冷却速度"进行定级

作为淬火介质，自来水优于普通机油的特性是，在淬火冷却的高温阶段冷却速度相当快，因而有利于获得更高淬火硬度和更大的淬硬层深度。为什么又不能直接用自来水代替油进行淬火？原因是用自来水淬火时，钢件冷到低温阶段的冷却速度过大。研究开发水溶性淬火剂的第一指标，就是在保持或基本保持高温阶段冷得快的同时，降低水在低温阶段的冷却速度。低温阶段最有代表性的温度在300℃附近。我们把钢件冷到300℃附近时获得的冷却速度，叫做所用淬火介质的"300℃冷却速度"。

理论和经验告诉我们，淬火介质的300℃冷却速度对多数钢件淬裂与否起着决定性的作用，由此，本文选用300℃冷却速度值来对淬火介质定级。

选用最新国际标准（ISO/DIS9950）方法测定淬火介质300℃冷却速度，作为钢件300℃冷速的参考值来进行定级。

具体做法是：

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选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。钢件淬火冷却，希望的效果有三：1．获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2．不淬裂；3．淬火变形小。选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。有人^[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。

本文以过去工作为^[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。

1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线

从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。可以推知，对于一种这样的工件，如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高。我们假定，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度。无疑，冷速更高，淬火硬度还将进一步提高。我们把它叫做允许的最低冷速分布线。同时，研究表明，自来水引起淬裂和变形，是自来水冷却太快，尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。

于是又可以推知，如果能降低自来水的冷却速度，尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度，就可以减小工件淬裂的危险。假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时，该类工件便不会再淬裂了，我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。

把图2和图3合在一起，可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围，如图4所示。图中，只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这两条曲线之间的区域内，不管是快速淬火油还是水溶性淬火液，也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同，上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。

从另一角度说，有两种不同的淬火介质，它们的冷却速度分布有较大的差别。比如一种冷却速度快，快到接近允许的最高冷却速度线的水平，而另一种冷却速度慢，慢到接近图中最低冷却速度线的水平。但由于二者的冷却速度的分布都在允许的区域内，因而，二者都可以选用。或者说，对上述工件淬火冷却而言，二者能同样获得满意的淬火效果。

事实上，淬火冷却过程在使钢淬硬的同时，还会使工件发生一定程度的淬火变形。传统的观念认为，淬火冷却越快，工件的淬火硬度越高，淬火变形也越大；淬火冷却慢，淬火态硬度不高，工件的淬火变形就越小。但是，实际的情况是大多数和比较大的淬火变形是由淬火冷却偏慢，工件淬火硬度不足引起的。只有少数和较小的淬火变形是淬火冷却偏快，淬火硬度偏高引起的。由于这样的原因，本文把淬火硬度高低和淬火变形大小结合起来加以考虑。本文作者在《解决淬火变形问题的新方法》^[5]一文中，把钢的顶端淬火曲线改成钢的硬度-冷速曲线，如图5所示。由钢件的淬火硬度，可以从图上确定一个冷却速度值（指能获得该淬火态硬度的效果冷却速度）。根据特定工件淬火后的开裂、变形和硬度情况，图5中把冷却速度四个区，分别为过快冷速区，适度冷速区，不足冷速区和过慢冷速区，表中列出了工件获得的冷速在这些区域内的淬火效果。可以看出，只有在第II，即适度冷速区冷却，工件淬火后才能获得希望的淬火三效果。

分区

名称

区内淬火效果

I区

过快冷速区

硬度高、淬裂、变形

II区

适度冷速区

硬度高而均匀、无淬裂、变形小

III区

不足冷速区

硬度不足且高低不均，变形大

IV区

过慢冷速区

完全未淬硬，变形小

图5 按淬火冷却速度大小将端淬曲线分成四个区

接着，该文又将已发生淬火变形，开裂以及硬度不足的工件参与淬火变形部位中冷却速度的最高值和最低值所划定的范围叫做该工件淬火时的"冷却速度带"。根据实际工件的情况和淬火方法之不同，这种冷却速度带有宽有窄。工件上各部位获得的冷却比较均匀时，其冷却速度带就比较窄；当工件上各部位获得的冷却很不均匀时，其冷却速度带就比较宽。在工件的硬度-冷速曲线上，宽的冷却速度带容易跨越不同的冷却速度区，而窄的冷却速度带则往往落入某一冷速区之内。由于冷却速度带进入第I冷速区会发生淬裂和变形，而进入第III冷速区会硬度不足且变形严重，因此，只有使工件的冷却速度带完全落入其第II冷速区，才能获得希望的淬火三效果。根据这样的道理，该文提出的解决淬火变形的方法和措施，都是使冷却速度带伸出第II区的部分完全移入第II冷速区。用上述分析和解决淬火变形问题的方法来认识图4中划定的区域，容易看出，淬火时，进入最低冷速分布曲线以左的区域，就会出现硬度不足并发生较大的淬火变形；而若进入最大冷速分布曲线以右的区域，又会发生淬裂。于是，可以按工件的淬火效果，把图4中两条曲线分割成三个区域，从左到右分别定为第III（即不足）冷速分布区；第II（即适度）冷速分布区以及第I（即过快）冷速分布区，如图6所示。本文把这样的图线叫作工件淬火效果-冷却速度分布图线。

分区

名称

区内淬火效果

I区

过快冷速区

硬度高、淬裂、变形

II区

适度冷速区

硬度高而均匀、无淬裂、变形小

III区

不足冷速区

硬度不足且高低不均，变形大

图6 工件的淬火效果-冷却速度分布分区图

2 两例分析及选择冷速分布的五原则

例一、某厂在进口的多用炉中对该厂生产的汽车齿轮进行渗碳淬火，开始选用的是美国某公司的一种分级淬火油。一年多以后，开始发现渗碳淬火态齿轮的淬火硬度有明显降低，同时淬火变形也增大。在排除其它因素的影响之后，发现所用的分级淬火油的冷却速度分布与该种新油有较大区别，如图7所示。和未经使用的新油相比，使用一年多（中间做正常补充）后的旧油，蒸气膜阶段变短、最高冷速增大、且出现最高冷速的温度大有提高。如果按过去较普遍的说法，图7中的旧油是符合"高温冷得快，低温冷得慢"的更理想的淬火油。但在这样的旧油中淬火效果却是变形更大，硬度偏低，不如比它"不理想"的新油。

用图6图线所示的方法来分析该厂出现的问题，又可以画出图8所示的图线：旧油在中低温阶段冷速低于新油，以至在这一阶段使其冷却速度曲线进入了第III（即不足）冷速区，所以淬火硬度偏低。北京华立精细化工公司对该厂旧油进行了改性添加，使该厂旧油的冷却速度分布的中低温阶段冷速提高，达到稍高于原用油新油的水平。生产应用表明，在经过这样改性的旧油中淬火后，齿轮的淬火硬度明显提高，变形量也小于或等于原用新油。

例二、辽宁某弹簧厂的一条生产线上发生过一次这样的问题：一向正常的生产线上，突然发生钢板淬火硬度偏低，变形增大事故。在寻找原因的那些天里，板簧淬火硬度又有降低，变形也进一步增大。当该厂意识到可能是淬火油有问题后，经检查，发现上述淬火硬度不足和变形过大的原因是淬火油冷却系统有一处管壁破裂，冷却水渗透进去并部分乳化在油中造成的。乳化进油中的水量高达4%。图9是该厂已进水的旧油和无水的新油之冷却速度对比。含水旧油的GM时间远高于新机油，只因其蒸气膜阶段太长，在高温阶段进入了第Ⅲ冷速分布区，因而引起淬火硬度低、变形大。对该油进行除水处理后，旧油中的水被分离和排除，油的冷却能力又得到了恢复。

从以上两个例子中可以看出，评价液体淬火介质的冷却能力高低，不能简单地看它的总的冷却烈度（H），也不能简单地看它使特定镍球从850℃冷到300℃所需的时间（GM），而应当看供选择的淬火介质的冷速分布与工件及其钢种的关系。关于从淬火介质的冷速分布作选择的原则，本文作者曾做过探讨[4]，再归纳实际生产经验，总结出以下五项选择原则：

一看钢的含碳量多少──先从允许的最低冷却速度分布曲线上看。含碳量低的钢，因有可能析出先共析铁素体，且它的过冷奥氏体最易发生珠光体转变的温度（即所谓"鼻尖"位置的温度）较高，马氏体起点（Ms）也较高，为了使这类钢制的工件充分淬硬，所用的淬火介质应当有较短的蒸气膜阶段且出现最高冷速的温度应当较高。相反，对含碳量较高的钢，淬火介质的蒸气膜阶段可以更长些，出现最高冷速的温度也相应应当低些。再从允许的最高冷速曲线上看：碳含量少的钢允许的冷速高，碳含量多的钢允许的冷速低。

二看钢的淬透性高低──先从允许的最低冷速曲线看，淬透性差的钢，要求的冷却速度快；淬透性好的钢，要求的冷却速度则慢些。同时，因随着淬透性的提高，钢的"C"曲线会向右下方移动，所以对淬透性差的钢，要求介质出现最高冷却速度的温度高些；而对淬透性好的钢，要求介质出现最高冷却速度的温度低些。有些淬透性好的钢，过冷奥氏体也容易发生贝氏体转变。要避开贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。再从允许的最高冷却速度值上看：淬透性低的钢允许的冷速较高，而淬透性高的钢允许的冷速较低。

三看工件的有效厚度──工件表面一冷到Ms点，立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火液散失速度也大大减慢，工件表面一定深度以内的过冷奥氏体就很难冷到Ms点以下。其结果，淬火后工件只有很薄一层马氏体组织。由于这样的原因，当工件比较厚大时，为得到足够厚的淬硬层深度，所用的淬火介质应当有较快的低温冷却速度。相反，工件薄小时，则可用低温冷速较小的淬火介质。再从允许的最高冷速分布曲线上看，厚大的工件允许的冷速高，薄小的工件允许的冷速低。

四看工件形状复杂程度──先从允许的最低冷却速度分布曲线上看，形状复杂的工件，尤其是有内孔或较深凹面的工件，为减小淬火变形或需要把内孔淬硬时，应当选用蒸气膜阶段较短的淬火介质。一般说工件内孔或凹面内部散热较其它部位慢，工件其它部位冷得快，最先进入沸腾阶段而获得快冷，而内孔面尚处于蒸气膜阶段，冷却速度尚很慢。这种冷却上的差异可能引起这类工件较大的淬火变形和内孔或凹面淬火硬度低下。解决这类问题的办法是选用蒸气膜阶段较短的淬火介质。适当加大内孔部分介质的流动速度，也有同样的效果。相反，形状简单的工件，则可以使用蒸气膜阶段稍长的淬火介质。再从允许的最高冷速分布曲线看，形状复杂的工件允许的冷速低，而形状简单的工件允许的冷速高。

五看允许的变形大小──从分析解决变形问题的方法^[6]推知，工件要求的变形小，淬火冷却应当有窄的冷却速度带，而允许的变形较大的，可以有宽的冷却速度带。允许的冷却速度带宽的，可以采用一般能达到淬火硬度要求的介质。在能缩短工件冷却速度带的方法中，最简单和有效的是做等温（或分级）淬火^[7]。等温淬火介质应当具有的特性，首先是蒸气膜阶段短和液温变化对冷速的影响小，其次，较厚大的工件应当选用冷却速度快的介质，而较魔小的工件则可以选用冷速较慢的介质。 工件种类繁多，对淬火介质的要求是多种多样的。不同工件的要求可能相容，也可能不相容。因此，寻找"一种理想的淬火介质，能同时适用所有不同的工件"的想法，如同想寻找一种药物来包治一切疾病一样，是不现实的。

3 适用于多种工件的同一淬火介质

前面的讨论已说明，任何一种特定的工件都有自己淬火冷却的最低和最高冷速分布曲线划定的第II冷速分布区。当要在同一种淬火液中淬多种不同的工件时，又如何选择它们共同适用的一种淬火介质呢？显然，要能选出一种这样的淬火介质的先决条件，是这些工件淬火冷却的第 II区的"交"，即共同适用的第II区存在并且是连贯的。图10是由两种工件的第II冷速区确定它们共同适用的第II冷速区的示意图。无疑，它们共同的第 II区必然小于（等于）诸工件中最小的一个第II区。 由于共同的第II区最狭小，生产现场选出共同适用的淬火介质就不容易。

事实上，由于可用的淬火介质就那么两三种，加上又没有做合理的选择，不少工件的淬火质量并不高，尤其是截面硬度分布往往达不到要求。那么，如何选择多种工件共同适用的同一种淬火介质呢？利用本文前面谈到的道理，下面将分别对淬火油和水性淬火剂加以研究，并提出它们各自适用的选择原则。

3.1 淬火用油的选择原则

淬火用油几乎都是有较高闪点的矿物油，这些油的比热约为自来水的1/2，导热率约为自来水的1/4，对流开始温度高，加上粘度远比水高，使淬火用油的冷却速度，尤其是低温阶段的冷却速度远比水低。 由于这样的原因，绝大多数工件在油中淬火（包括各种快速油中）没有淬裂危险，而通常担心的是油的冷却速度较低，使较厚大的工件或淬透性稍低的钢种达不到要求的淬火硬度和淬硬深度，并因此发生较 大的变形。

为此，选用淬火用油时，往往只从各种工件的最低冷却速度分布曲线去加以考虑。

图11是几种工件要求的最低冷却速度分布。显然，只有当选定的淬火油的冷却速度分布曲线能从右边将这几种工件的最低温度冷却速度曲线包围着，这几种工件在其中淬火才能全部获得淬火冷却的三效果。 可以推知，一般说来，所选的油的蒸气膜阶段越短，对流开始温度越低，且最高冷速越大，这样的油的冷却速度曲线可能从右边包围的最低冷却速度分布曲线就越多，即适用的工件（钢种）越多。这就是适于多种工件的淬火油的选择原则。

3.2 水溶性淬火液的选择原则

在水（及水溶液）中淬火的主要危险是淬裂，而降低水性淬火液的"300℃冷速"则可以减小这种危险。水性淬火剂（液）的"300℃冷速"越低，防止淬裂的能力就越强，因而适用的钢种和工件就越多^[5]。如果将多种工件的最高冷速分布曲线画在一起，同样可以画出它们共同的第II区的右边界线，得到的也是这样的结论。 当水或水溶液液温过高时，比如通常超过60℃后，淬火冷却的蒸气膜阶段显著增长，蒸气膜相当稳定，这时用于工件淬火，冷却速度曲线容易从上方进入其第Ⅲ冷速区，从而引起淬火硬度不足和大的变形。所以，使用水性淬火液应当控制好液温，一般以平均液温不超过60℃为宜。 当淬火液的品种确定后，生产中还可以通过调节淬火液浓度、液温和与工件的相对流速来改变工件淬火时的冷却速度分布，以适应生产的需要。这方面的规律和方法可参考其它有关资料。

由上述分析可知，普通机油（如32号机油）冷却能力并不高，却可适于某些类工件淬火；普通自来水冷却很快，却仍可适于另外某些类工件淬火。由于在普通机油与自来水的冷却速度分布曲线之间有很宽广的空白地带，只配备普通机油和自来水是不够的。那么，一般机械厂的热处理车间应当配备哪几种淬火液，才能满足大多数工件的淬火需要呢？根据前面的分析讨论，建议为普通热处理车间配备以下四种淬火液（槽）：

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使用PAG淬火介质的工厂普遍遇到诸如：1、为什么长期使用中必须逐渐提高淬火液的浓度才能保证工件不淬裂？2、哪种浓度测量方法最有效？3、如何减少淬火剂的消耗？4、淬火液变黑和发臭后还能不能用？5、受污染的淬火液有没有办法做去污更新等实际问题。事实上，这类问题都与淬火液的变化密切相关。因此认识和解决这类问题要从了解PAG淬火液在使用中的变化规律入手。 PAG淬火剂是以特定的聚醚类非离子型高分子聚合物（PAG）加上能获得其它辅助性能的复合添加剂和适量的水而制成的。使用中，淬火液可能发生的变化主要有两类：一类是其冷却性能上的变化，另一类是其防锈和防腐败等性能的变化。因为使用PAG淬火剂的目的是调节水的冷却特性，以下将重点讨论冷却特性的变化，只在最后提一下防锈和防腐败问题。

一、PAG组分的变化

淬火液的冷却特性决定于其中PAG组分的特性和数量。其他提供辅助性能的添加剂对淬火液的冷却特性几乎没有影响。淬火液中所含PAG聚合物的变化包括量的变化和质的变化两部分。

1．淬火液中聚合物量的变化

生产中，工件带出与受高温氧化分解都会使聚合物的量减少。淬火过程中，工件周围液温升高，PAG聚合物从溶液中脱溶出来并靠其润湿性以富水的包膜形式粘附在工件表面上，从而调整工件的冷却速度。工件冷却下来后，粘附在工件表面的聚合物又会回溶到淬火液中。回溶需要一定时间，而生产中往往等不到聚合物回溶干净就将工件从淬火液中取走。因此，工件带出的液体中PAG含量往往高于所用淬火液中PAG的平均浓度。长期、大量淬火后，淬火液中PAG的相对浓度必然逐渐降低，而其他添加剂组分的相对含量就随之增长。因此，回溶得越充分，淬火液中PAG组分的相对减少就越慢，即其冷却特性越稳定。

2．PAG的氧化分解

配制PAG淬火液的聚合物具有很高的化学稳定性，在室温下与一般的酸碱不发生反应。只有在约250℃以上的高温且又有氧存在的条件下才被氧化分解。淬火过程中，粘附在工件表面的聚合物膜大部分可以因为其中及其周围的水分被气化而保持在不高于水沸点的温度。但紧接工件表面的部分仍然可能升到更高的温度而发生氧化分解。分子量低的氧化分解产物成气体跑掉，其他部分则留在淬火液中。在高温和机械剪切作用下发生断链而又存留下来的PAG断链产物也将不再具有原来调整冷却特性的能力，而成为非有效成分存在于淬火液中。淬火液的浓度越大，淬火中工件表面形成的聚合物膜越厚，发生这种分解的量就越多。热处理生产的产量越大，淬火液使用的时间越长，这种分解和断链残留物就越多。

二、非PAG组分的变化

1．非PAG组分的质的变化

添加剂组分无逆溶性，始终平均分布在溶液中，加上其浓度低，受高温影响少，因此，生产中发生变质的量也少，变质产物也基本不挥发。添加剂组分的质的变化，通常只降低淬火液的防锈和防腐败性以及消泡性等辅助性能，而基本不影响淬火液的冷却性能。

2．添加剂组分量的变化

前面谈到，淬火工件带走的液体中，PAG组分的相对浓度往往高于淬火液的平均值。因此，经过长期使用的淬火液，添加剂组分的相对浓度总是比新配制的高。然而，生产中作补充的淬火剂通常具有固定的组分比例。于是，淬火液使用得越久，淬火量越大，以及淬火剂补充量越多，淬火液中添加剂及其变质残留物的相对浓度越高。相反，有效PAG组分的相对浓度也就越低。

3．自来水含可溶物的积累

自来水中加入PAG淬火剂而配制成PAG淬火液，因此自来水也是这种淬火液的组分。生产中，自来水容易挥发，需要经常补充。自来水不是蒸馏水，其中总含有少量但多种水以外的物质。使用中，水挥发后，原来溶解在其中的不挥发物质将留下来。结果，水中这些可溶物及其在使用中的可溶变质残留物的浓度会增高。这些物质在水中积累起来，浓度会越来越高。时间一长，有的得到饱和，更多的部分就进入沉渣中。

4．外来污染物

除淬火剂和水外，生产中不免会给淬火液带进其他物质。如工件带入的氧化皮，以及现场常见的可溶和不可溶物质。其中的不溶物有的形成沉渣，有的悬浮在淬火液中。可溶物也成为溶液的组分，并通过积累使浓度增大。这些可溶和不溶的外来物质就构成淬火液中的外来污染物。外来污染物基本不影响淬火液的冷却特性，但其中的可溶物会增大溶液的折光率。

三、常见浓度测量方法

当前，使用PAG淬火剂的工厂用来测量浓度的方法有折光仪法、粘度法和真实浓度法。根据上述PAG淬火液的变化规律，下面逐一对这三种方法加以评价。

1．折光仪浓度法

所有溶解进水中的物质都会改变水溶液的折光率。溶质对溶液折光率的贡献与其在该溶液中的浓度成正比，而溶液的总的折光率又是各溶质对溶液折光率的贡献的简单叠加值。根据这种规律，用折光仪测出的将是溶液中所有溶质的总的折光率。因此，新配制的PAG淬火液的折光率是其中的PAG聚合物组分和添加剂组分的折光率之和。如图1中A所示。前面谈到，淬火液使用后，PAG聚合物的相对浓度会降低，而添加剂组分的相对浓度则要升高。同时，由于水分挥发，自来水中的可溶物质的浓度也会升高。此外，淬火液不免要受到污染，可溶污染物也要增大溶液的折光率。这样，使用后 淬火液的折光率就是由聚合物、添加剂、水的自身污染和外来污染物等四部分对折光率的贡献相加而成的。如图1中B所示。可以看出，生产中用折光仪测量淬火液浓度时，为了保持一定的PAG浓度，必须使用更高的折光仪读数浓度。淬火液的使用时间越长，淬火量越多，污染越严重，要求的折光仪浓度就越高。不明白这个道理，继续按新配制淬火液时的折光仪读数控制淬火液浓度，就会因其中PAG聚合物浓度偏低，冷却速度偏快而引起淬火开裂。

2．粘度测量法

PAG淬火液的粘度随淬火剂的浓度增高而增大。在PAG淬火剂中，PAG聚合物组分对淬火液的粘度提高起着决定性的作用，而其他组分（包括污染物）的影响相当小。因此，用测量粘度的办法能比较好地排除其他组分的影响，测量出溶液中PAG组分的浓度。 但是，对于使用较久的PAG淬火液，用粘度测量法会高估了溶液中的有效浓度。可能出现的危险仍然是溶液冷却速度过快。

3．真实浓度测量法

真实浓度测量法是北京华立精细化工公司首先提出来的。这种方法是利用PAG聚合物特有的逆溶性，采用加热分离的办法，把溶液中有逆溶性的聚合物与无逆溶性的其他组分分开来，再计算淬火液浓度的折光仪测试法。由于能测定溶液中有逆溶性的聚合物浓度，因此能在稍长的使用时间内比较好地测量和控制淬火液浓度。由于不受其他组分含量多少的影响，而且只需用一只普通的折光仪，应当说它是比较好的测定溶液中PAG总量的方法。但是，也同粘度测量法一样，只按这种方法控制浓度，时间一久，实际的冷却速度会偏高。因此，如不加以注意，也有淬裂危险。

4．关于PAG淬火液的有效浓度

淬火冷却中，不仅能从工件周围超过浊点的水中脱溶出来，而且还可能同其他脱溶出来的PAG聚合物一起粘附在工件表面上，这部分PAG的浓度，我们把它叫做有效浓度。取淬火液在烧杯中作加热试验发现，新配制的淬火液，当被加热到沸腾温度时，脱溶出来的聚合物能全部呈絮状团聚在一起，并因裹带了水蒸气而首先浮在液面上。经过长期使用的PAG淬火液被加热到沸腾温度时，就可能有一部分脱溶出来的聚合物不是与其他聚合物相聚成絮状，而是独自像雪花一样下沉到杯底。这样的淬火液，用粘度法或真实浓度法测量的浓度虽较高，但其冷却特性与较低浓度的新配淬火液相当。显然，呈雪花状下沉的那部分聚合物就属于非有效部分。采用粘度法或真实浓度法都不能将非有效聚合物分开，因而也不能准确地控制经过长期使用的淬火液的冷却特性。

雪花状脱溶物的形成原因尚不清楚，但估计与淬火液的污染和高温下大分子量的PAG的断链产物中有逆溶性的部分有关。

存在于溶液中的某些污染物，包括一些悬浮物，它们如果能聚集在脱溶出来的PAG表面上而使界面能低于聚合物与溶液的相界面的界面能，则PAG聚合物该部分表面就将失去与其他PAG聚合物接触并团聚的条件。表面上聚集了这些污染物的脱溶PAG小珠子，因为失去了聚团和粘附到工件表面的能力，便成了无效的脱溶物。

综上所述，PAG淬火液中具有逆溶性的组分并不都能起到调节冷却特性的作用。因此，当淬火液使用较长时间后，为保证与新配制时相同的有效浓度，必须采用更高的真实浓度。如图2所示。

四、最好的办法是凭冷却特性控制浓度

使用PAG淬火剂的目的是把它作为水的添加剂加入水中来调节其冷却特性。因此，热处理生产中要求控制的也应当是淬火液的冷却特性。前面提到的折光仪测试法，粘度测试法，以及真实浓度测试法的采用，是利用与这些参数的间接关系来反映淬火液的冷却特性。

前面分析了常用浓度测量方法对使用较长时间的淬火液测出的浓度往往高于实际的有效浓度。如果不加以修正，容易引起淬裂。修正的办法有两种，一是凭经验从工件的淬火效果来调整浓度，二是用冷却特性仪来控制浓度。

凭经验调整浓度的做法是对工件的淬火态硬度作记录，作成图表，用来观察同类工件的硬度变化趋势。当发现工件的淬火硬度连续偏高到一定程度时，及时采取升高淬火液浓度等办法来降低实际的冷却速度。这就可以防止出现淬裂。而当发现工件的硬度连续一段时间偏低或硬度高低不均以及有较大变形时，考虑降低淬火液浓度来增大冷却速度。经验法需要经验和严格的管理，需要责任心，但却很有效，很可靠，适合由工程技术人员来做。

用冷却特性仪来控制浓度，具体的做法是定期测量淬火液的冷却特性，主要凭其300℃冷速来确定溶液的有效浓度，再用折光仪按比例来控制浓度。有条件的工厂自己购买一台冷却特性仪，并安排专人进行测定。其他工厂可送样到淬火介质生产厂去进行测量。

测定水性淬火液的冷却特性可以选用配备符合国际标准（ISO9950）的镍铬合金探头的国内外冷却特性仪。

五、关于PAG淬火液的防锈性和防腐败性

PAG淬火剂都含有一定量的防锈剂，所配水溶液总是具有高于自来水的防锈性。因此一般不担心淬火液的防锈性问题。当发现防锈性不足时，可以补加少量防锈剂。

PAG淬火液的腐败变化往往发生在溶液先受油之类的有机物污染，然后又较长时间未使用，尤其在天气较热的夏季。腐败的现象为发臭，变黑。至今，尚没有一种防腐剂能够保证长期停用的受污染淬火液不发生腐败现象。经验证明，变黑和发臭都不影响淬火液的冷却特性，也不影响用折光仪法，用粘度法以及用真实浓度法测量的浓度值。通过生产中的循环搅动带入空气，过一段时间臭味就会消失，溶液也随之恢复到原来的颜色。这种腐败变质是由厌氧细菌引起，通入空气即有杀菌效果。与淬火剂生产厂联系，补加很少一点杀菌剂，即可以杀灭细菌，消除臭味，并使淬火液变回为淡黄色。

六、生产现场减缓淬火液变化的措施

在生产现场采取以下措施可以减缓PAG淬火液的变化：①延长工件淬火冷却后在淬火液中的停留时间，以利于工件粘附的聚合物充分溶解；②对刚出淬火槽的工件做进一步的自来水清洗，并将清洗用水作为补充水加入淬火槽中；③加强管理，减少淬火液的污染；④有条件的工厂自己购买一台冷却特性测试仪，用冷却特性来控制淬火液浓度；⑤暂时没条件的工厂应当定期取样送淬火剂生产厂进行冷却特性测试，并用冷却特性曲线控制浓度。通常，连续生产时，最好每3个月进行一次取样测量；⑥当所用的PAG淬火液使用了较长时间，污染积累较多，用折光仪测出的浓度已经相当高，浓度测量和冷却特性控制比较困难时，可以与北京华立精细化工公司联系，对淬火液进行一次"去污更新"处理，把其中的污染物大部分清除掉，让其中最有效成分存留下来。处理后的淬火液又可以在比较低的折光仪浓度上使用，淬硬效果和防止变形特点与新配制的淬火液相当。

七、PAG淬火液整槽更换问题

由于使用和污染，PAG淬火液的变化始终不会停止。因此，不管如何使用和维护，都有必须做整槽更换的寿命周期。淬火量大，管理维护差，淬火液的寿命就短。相反，淬火量少，或管理维护好，则寿命就长。国外使用PAG淬火介质的工厂，为保证热处理工件有稳定的质量，都根据自己的使用特点，规定了必须做整槽更换的时间。多数工厂是一年左右一换，长的是几年一换。

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通过十余年的推广应用，PAG淬火剂在国内已经得到相当广泛的应用，应用的类型主要有整体浸淬，感应加热后喷淋淬火与时效硬化铝合金的固溶加热淬火。但是，因为不够了解工艺参数影响PAG淬火液冷却特性的规律，以致不时出现一些本来可以避免的失误。针对这样一来的需要，本文说明PAG淬火液的浓度、液温和相对流速影响淬火冷却速度的原理、特点和协调应用方法。理解了各工艺参数影响淬火冷却特性的规律，就能自如地应付现场可能的情况变化，减少不必要失误，用好PAG淬火介质。

一、浓度的影响分析

自来水加入适量PAG淬火剂就成为PAG淬火液。因此，浓度是影响冷却特性的第一大因素。为什么浓度变化能改变工件的冷却速度呢？这可以用图1加以说明。

图 1中，纵坐标是温度，横坐标是距工件表面的距离。红热的工件浸入PAG淬火液后立即使其周围的水温升高，形成如图中所示的温度分布曲线。离工件表面越进，液温越高。在高出该淬火液浊点的液层（δ）内，原来溶解在其中的PAG聚合物会脱溶出来。依靠PAG对钢件表面极强的润湿性，脱溶出来的聚合物很容易以富水的包膜形式粘附在钢件表面上。聚合物膜减缓了工件向周围水溶液的散热速度。溶液浓度越高，厚度为δ的液层中脱溶出来的聚合物就越多，可能在工件表面形成的聚合物就越厚，工件的冷却速度也就越慢。这就是PAG淬火介质调节水的冷却特性的原理。

图2是浓度变化对PAG淬火剂今禹8-20冷却特性的影响曲线。

可以看出，浓度在5%以下时，虽然PAG淬火液降低低温冷却速度的作用很小，但由于脱溶出来的PAG聚合物对工件表面有远高于水的润湿性，可缩短冷却的蒸气膜阶段而提高高温冷却速度，使工件上不同部位获得基本均匀的冷却效果。这一特点不仅使低浓度的PAG淬火液适于处理45钢还可以部分代替碱水用于淬低碳钢工件。随着今禹8-20浓度升高，淬火液的冷却速度会逐渐降低。超过12%后，进一步提高浓度对冷却速度的影响相对较小。不管对何种水溶性淬火剂，热处理工作者最关心的是它降低自来水低温冷却速度的能力。通常用淬火液的300℃冷却速度代表它的低温冷却速度。图3是浓度变化对今禹8-20淬火液的 300℃冷却速度的影响曲线。

对多数PAG淬火剂来说，达到15%后继续提高浓度往往只能加长冷却的蒸气膜阶段，而中低温冷却速度几乎不再继续往下降。由于这个原因，往往可以用 15%～18%浓度的冷却特性代表不同品种PAG淬火剂调节自来水低温冷却特性的极限能力。15%浓度的低温冷却速度越低，该PAG淬火剂品种防止淬裂的能力也就越强。

值得注意的是，在6%～12%的范围内，冷却速度对浓度变化特别敏感。当使用的浓度（用久了的淬火液为有效浓度）在这一范围时，应当对浓度做严格管理。

二、液温的影响分析

液温对PAG淬火液冷却特性的影响是由两个方面的作用组成。第一是液温对作为溶质的水的冷却特性的影响；第二是液温对红热工件周围形成的脱溶层厚度的影响，即对PAG聚合物成膜特性的影响。

水温的影响是热处理工作者所熟悉的。这种影响大致是：水温升高，工件与水的温度差就减小。温差小，周围的水就容易达到沸腾温度，蒸气膜阶段就长。蒸气膜阶段长，进入沸腾阶段的温度就低，因此沸腾阶段的冷却速度也就不高。此外，温差小，对流阶段的冷却速度也随之减小，淬火冷却的低温冷速也稍有减小，如图4所示。

下面再来分析一下液温高低对PAG的成膜特性的影响。液温对PAG成膜特性的影响主要指对工件周围脱溶层（δ）厚度的影响。图5可表示液温的影响。

图中，液温2高于液温1，它们分别在工件周围形成自己的液温分布曲线。可以看出，液温高，工件的脱溶层就厚，脱溶出来的PAG聚合物就多，则工件表面形成的聚合物包膜就厚，淬火冷却速度就低。液温高时，工件周围包膜内的水容易保持蒸气状态，体现在淬火冷却特性曲线上就是蒸气膜阶段变长。包膜越厚，包膜外面的水的沸腾就越不激烈，因此沸腾阶段的冷却速度也就越低。即便到了淬火冷却的中低温阶段，也能看出这种影响。

PAG淬火液的液温影响是上述两种影响复合的结果。图6中的a和b图分别是液温对10% 和15%的今禹8-20水溶液淬火冷却速度分布的影响曲线。值得注意的是，和单纯的水相比，它们在低温阶段的曲线是不相重叠的。这种不重叠是在工件表面形成的聚合物包膜有不同厚度的缘故。

PAG浓度越高，不同温度的曲线之间的间隔也就越大。这也是图5所分析的第二种影响所致。在图4中自来水的曲线上看不到这种现象。在自来水中逐渐增加PAG淬火剂浓度，这种间隔会增大。当浓度超过15%后，继续增高浓度，这种间隔的变化就很小了。

三、浊点高低对PAG淬火液冷却特性的影响

到此，有必要讨论不同PAG淬火介质品种的浊点高低问题。不同的PAG淬火剂有不同的浊点温度，因此浊点高低也是热处理工作者选择PAG淬火剂的考察因素。有的品种浊点高，有的品种浊点低。究竟是高好，还是低好呢？

我们可以用图7来加以分析说明。图7中，工件周围液温分布曲线一定的情况下，浊点低的PAG淬火剂脱溶层厚，而浊点高的脱溶层薄。脱溶层厚，可能形成的聚合物膜厚；相反，脱溶层薄的可能形成的聚合物膜则薄。也就是说，在相同浓度上，浊点低的品种可以获得更低的淬火冷却速度；而浊点高的则只能在很有限的范围降低水的淬火冷却速度。当一种PAG淬火剂的浊点高到水的沸点以上时，在常压下就不可能使聚合物脱溶出来，也就形不成聚合物包膜来调节工件的冷却特性。因此，PAG淬火剂的浊点不能太高。

另一方面，由于PAG淬火液要求的最高使用温度在其浊点以下约10℃，因此浊点越低，该种淬火液允许使用的温度范围就越窄；浊点越高则越宽。从这方面看，浊点过低也不好。

PAG淬火液浊点越低，降低冷却速度的作用越大；而浊点越高，允许的使用温度范围越宽，把这两方面的作用相协调，一般以中偏高浊点的品种为最佳。因此通常宜选择浊点在约70℃～75℃范围的PAG淬火剂品种。

四、相对流速的影响分析

相对流速的影响可从图8加以说明。

图中画出了两种不同流速下工件周围液体的温度分布线，曲线1的流速低于曲线2的流速。可以看出，流速高，达到浊点温度的水层就薄；流速低则厚。因此，从脱溶层厚度上说，工件与淬火液之间的相对流速越高，工件获得的冷却速度就越大；相反，就越小。

其次，图8中还可以看出，流速大，工件周围的温度差就大。大的温差当然也会增大冷却速度。此外，相对流动速度高对工件表面形成的聚合物包膜的冲刷作用也大，这会将结合得不紧密的外部聚合物冲走，而使包膜变薄，并因此使工件的冷却速度增大。

工件与淬火液之间的相对流速通过对脱溶层厚薄、温差大小以及冲刷作用强弱，而最终影响淬火冷却速度。图9是13%的今禹8-20淬火液处于静止和以每秒约 0.5米的速度搅动时的冷却速度分布。图中淬火液流动使蒸气膜阶段缩短，沸腾阶段的冷却速度加快，对流开始温度上升，对流温度以下的冷却速度也提高。总的说，增大工件与淬火液之间的相对流速可以在整个冷却过程中提高冷却速度。

利用相对流速大小对冷却速度的影响，可以同浓度、液温一起调节淬火液的冷却速度，以适应不同的热处理需要。

五、如何调节钢件的淬火冷却速度

淬火液的浓度、液温和与工件的相对流速是使用PAG淬火液时可以调节的三个基本工艺参数。这三个参数依表1所示规律影响工件获得的冷却速度：

表1 三个参数的变化对冷却速度的影响

参数

浓度

液温

相对流速

参数变化

提高

降低

提高

降低

提高

降低

冷却速度变化

降低

提高

降低

提高

提高

降低

a.利用浓度的影响

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许多热处理同行通过来电来信了解情况，想使用PAG淬火剂。现就选用PAG淬火剂中最重要的十个问题，谈谈我们的看法。

一、PAG淬火剂有哪些优点？

PAG 是高分子聚合物聚亚烷基二醇（Polyalkylene glycols）的英文缩写。PAG淬火剂的主要特点是：易溶于水,浓度易测易控，可以与水配成不同浓度、多种冷却特性的淬火液以适应不同的热处理需要；化学稳定性高、使用寿命长；淬火液不燃烧，无火灾危险；淬火时无烟气，生产环境清洁；淬火后的工件可不清洗而直接回火。由于有这些优点，PAG类淬火剂是当前国外最受推崇的水溶性淬火剂。

二、哪些场合适于使用PAG淬火剂？

PAG淬火剂主要适用于碳素结构钢和碳素工具钢，低中合金结构钢和多数渗碳钢、弹簧钢、轴承钢的整体浸淬和感应加热淬火，含碳量不超过0.25的马氏体不锈钢淬火，时效硬化铝合金固溶加热淬火等。

原来用水淬油冷的工件，改用PAG淬火剂后，可以实行单液淬火，一冷到底，获得硬度高而不裂的淬火效果。

从聚乙烯醇淬火液改为PAG淬火剂，可以克服淬火液容易变质和有效浓度不好控制等缺点。

三、哪些场合不适于使用PAG淬火剂？

一般说，盐炉加热后的工件不适于在水溶性淬火液中淬火。

大量工件采用密集堆放形式浸入淬火液的场合，不适于用水溶性淬火液淬火。

淬火槽太小或淬火液总量太少，生产中液温很容易升到淬火液浊点温度的淬火冷却系统，不适于使用PAG淬火液。

感应加热喷淋淬火，如果没有喷淋后的淬火液回流回收装置，也不宜使用PAG淬火液，否则消耗太大。

四、选择淬火剂品种的首要指标是什么？

作为淬火介质，自来水优于普通机油的特点是，在淬火冷却的高温阶段冷却速度相当高，因而有利于获得更高的淬火硬度和更深的淬硬层。为什么又不能直接用自来水来代替机油进行淬火呢？原因是钢件冷到低温阶段时自来水的冷却速度过大。于是，研究开发水溶性淬火剂的首要指标就是在基本保持水在高温阶段冷却快的的同时，降低水的低温冷却速度。低温阶段最有代表性的温度在300℃附近（多数钢种的Ms在这个温度范围）。通常把钢件冷却到300℃附近时获得的冷却速度叫做所用冷却介质的"300℃"冷却速度，并用该冷却速度值来评价和选用水溶性淬火介质。

图 1是用符合国际标准（ISO9950）的冷却特性仪测量出的自来水和不同浓度今禹8-20（一种PAG淬火剂）的冷却速度分布特性曲线。图中，纵坐标表示探棒的温度，横坐标是冷却速度。可以看出，自来水的蒸气膜阶段很短，高温冷却速度相当高，而其在300℃时的冷却速度也高，约在90℃/s附近。在自来水中加入今禹8-20后，淬火冷却速度随着浓度的增加而降低。当浓度达到约15%时，在300℃时的冷却速度降低到25℃/s附近。不管浓度高低，今禹 8-20的冷却速度分布都始终保持着高温冷得快而低温冷得慢的特点。

那么，如何选择水溶性淬火剂呢？回答是：首先应当注意它降低水的低温冷却速度的能力。能力越强，其防止淬裂的能力就越高。显然那些只能延长水的蒸气膜阶段（即只降低水的高温冷却速度）却不能降低水的低温冷却速度的水溶性淬火剂品种不符合这一要求。

其次，要看能否提供适当的浓度测控方法，以便在生产中能通过控制浓度来稳定淬火液的冷却速度。那些浓度测控方法太复杂，或者浓度测量方法误差范围太大的淬火剂品种，都难以在生产现场应用。

第三，要看该淬火剂品种的化学稳定性。稳定性高，才有长的使用寿命。

实际上，这三方面的要求都是关于所配淬火液的冷却特性的，分别是冷却特性的适用性，冷却特性的可控制性和冷却特性的长期稳定性。它们都是热处理生产所必须的。

五、淬火剂的浊点高低有哪些影响？

不同的PAG淬火剂品种有不同的浊点温度，因此浊点高低也是热处理工作者选择PAG淬火剂的考察因素。有的品种浊点高，有的品种浊点低。究竟是高的好还是低的好呢？工件周围液温一定的情况下，浊点低的PAG淬火剂脱溶层厚，而浊点高的脱溶层薄。脱溶层厚，可能形成的聚合物膜较厚，相反，脱溶层薄的可能形成的聚合物膜则较薄。也就是说，在相同浓度上，浊点低的品种可以获得更低的淬火冷却速度；而浊点高的就只能在很有限的范围降低水的淬火冷却速度。当一种PAG淬火剂的浊点高到水的沸点以上时，在常压下就不可能使聚合物脱溶出来，也就形不成聚合物包膜来调节工件的冷却特性。因此，PAG淬火剂的浊点不能太高。

另一方面，由于PAG淬火液要求的最高使用温度在其浊点以下约10℃，因此浊点越低，该种淬火液容许使用温度范围就越窄；浊点越高则越宽。从这方面看，浊点过低也不好。

PAG淬火液浊点越低，降低冷却速度的作用越大；而浊点越高，容许的使用温度范围越宽，把这两方面的作用相协调，一般以中偏高浊点的品种为最佳。因此，通常宜选择浊点在70～75℃范围的PAG淬火剂品种。

淬火剂

淬火剂A

今禹8-20

浓度

20%

10%

粘度, cst

3.8

1.9

折光仪读数

10.0

4.0

六、是不是粘度高的就比粘度低的品种好？

不同种类的淬火剂品种有不同的调整冷却速度机理。PAG淬火剂调整冷却速度是靠PAG的逆溶性和对钢件表面的润湿性，粘度高低的影响非常小。图２是两种PAG淬火剂配制成的淬火液的冷却特性曲线。其中，国外产的一种PAG淬火剂A，其浓度为20%，40℃时粘度为 3.8cst；另一种是今禹8-20，其浓度是10%，40℃时粘度为1.9cst。容易看出，由于品种不同，两种PAG淬火液的粘度也不同，并没有因为粘度高就能获得更低的低温冷却速度。

那么，粘度高低又有什么影响呢？

粘度是液体流动时内摩擦力的量度。粘度高的液体内部摩擦阻力大，流动困难；而粘度低的液体则容易流动。PAG淬火液的冷却速度相同，其淬火效果也会基本一样。但粘度高，工件出水后表面的淬火液滴流困难，带出损失就大些，而粘度低的带出损失则会小些。

七、PAG淬火液的折光率读数差异与冷却特性有什么关系？

对同一种PAG淬火液，折光率读数高低就是其中PAG淬火剂的浓度高低。在通常的使用范围内，浓度越高，冷却速度越低。高浓度时适于处理容易淬裂的钢件，低浓度时适于处理要求充分淬硬且不容易淬裂的钢件。

对不同品种的PAG淬火剂所配制的淬火液，由于各品种的冷却特性级别不同，就不能简单地凭折光率高低来判断它们冷却速度的高低了。图2中的外国PAG淬火剂A，其20%水溶液的折光率读数为10.0，而同一图上的10%今禹8-20水溶液的折光率读数仅为 4.0。但是，后者却有更低的低温冷却速度，即具有更强的防止淬裂能力。因此，不能凭折光率读数高低来评价不同品种PAG淬火液的冷却特性。

八、如何减少淬火剂的消耗？

降低生产中的淬火液消耗，其作用一是可减缓淬火液浓度变化，从而更好地稳定工件的淬火质量；二是通过减少消耗又能降低生产成本。

淬火冷却过程中，PAG淬火剂靠在工件表面形成聚合物包膜来控制冷却速度，而在工件冷下来以后，应当将那层包膜再溶解回淬火液中重复使用。回溶得越充分，淬火剂消耗就越少，生产成本就越低。具体的办法有：适当增长钢件在淬火液中的停留时间；在钢件出槽后用该淬火液做冲洗；以及再用自来水浸泡一段时间，再将多次浸泡后的水补入淬火槽中。

此外，要防止淬火槽和循环冷却系统的渗漏，补加自来水时要有人负责监管，以防过量时的溢流损失。

为实现上述浸泡和清洗，常常需要有设备上的保证，最好能在生产线的设计和改造中把这些装置安排进去。

九、在使用中，热处理操作方法要做哪些改变？

从热处理的操作方法上看，PAG淬火液的使用方法与用自来水时基本相同，只是钢件的淬火加热温度可以比用油淬火时低些，比用自来水时稍高些。热处理经验告诉我们，淬火加热温度过高容易引起淬火开裂。使用PAG淬火液时，这一点也必须注意到。

十、如何调节钢件的淬火冷却速度？

首先，如图1所示，改变浓度可以在很大程度上调节淬火液的淬火冷却速度。其次，和自来水一样，淬火液的液温高低和淬火冷却中钢件与淬火液之间的相对流速大小都会影响钢件的冷却速度。PAG淬火液的液温升高，钢件获得的冷却速度就会降低；相反，降低液温，冷却速度就会升高。淬火时工件与淬火液之间的相对流速增大，工件获得的冷却速度就增加；相对流速减小，冷却速度就降低。

浓度、液温和相对流速，是调节PAG淬火液冷却特性的三个基本工艺参数。灵活运用好这三个因素，再结合工件淬火加热温度的升降，可以解决不少淬火冷却上的问题。比如，浓度偏低时，适当降低淬火加热温度和提高液温来防止淬裂；浓度偏高时，加快工件的摆动来保证淬硬。又比如，天冷液温升不高时，采用较高的浓度，天热时，采用较低的浓度，以便获得始终一致的淬火冷却效果。

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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发表于《机械工人》(热加工)2003年第9期第48-49页

为获得合格的高中频热处理产品，除必须的设备条件和合理的工艺方法外，选好用好淬火冷却介质也是必不可少的。

一 高中频热处理用淬火冷却介质的过去和现状

高中频加热后的淬火冷却，通常采用三种方式。一是喷淋淬火，二是加热后的同时浸液淬火，三是埋油加热淬火。喷淋淬火用得最多，既适用于表面连续加热淬火，也适用于同时淬火。埋油加热淬火多用于淬透性好的合金结构钢件的连续淬火。不管采用何种淬火冷却方式，所用淬火介质都应满足以下三方面的要求：

1、能使工件获得要求的淬火态硬度和淬硬层深度、不淬裂和无超差的淬火变形；

2、安全、清洁；

3、介质的冷却特性稳定，以便获得长期稳定的淬火冷却效果。

自来水是清洁而又廉价的淬火介质。它既适于喷淋淬火，也适于浸液淬火。但是，工件冷却到较低温度时，自来水的冷却速度过快，使其只适于碳含量较低的碳素结构钢件的淬火冷却。对于淬透性稍高的合金结构钢件和碳含量更高的碳素结构钢，如果使用自来水，淬裂危险会很大。

普通机械油的冷却速度不快，可用于淬透性较好的钢种。专用快速淬火油具有远低于自来水，而又比普通机械油高得多的淬火冷却速度，适于大多数合金结构钢、碳素工具钢和截面小的碳素结构钢件的淬火冷却。但是，淬火油易燃，不适于喷淋淬火之用，通常只用于高、中频同时加热后的浸液淬火冷却。同时，为获得更深的淬火硬化层，淬火冷却介质应当具有更快的冷却速度。即便是现代冷却速度最快的淬火油，做浸液淬火时，也达不到许多感应加热淬火件的冷却速度要求。此外，在油中浸液淬火时也会有烟气，淬火后的工件还需要清洗。

在只有自来水和普通机油的年代，为了对一些碳含量较高和淬透性较好的钢种做感应加热连续淬火，人们开发了埋油加热淬火技术。埋油加热淬火能解决一些工件的淬火开裂问题，但设备复杂、操作烦琐和生产效率低，致使其应用面一直很小。

为解决众多合金结构钢件的感应加热连续淬火以及整体浸液淬火冷却问题，人们想了多种办法。早些年使用最成功，并得到较普遍应用的是聚乙烯醇水溶液。在我国，上世纪70年代开始，聚乙烯醇淬火介质就在热处理行业推广应用。直到现在，还有一些工厂在使用这种淬火介质。聚乙烯醇溶入水中，可以降低水的淬火冷却速度；既适于做喷淋淬火，也适于做浸液淬火。配制成不同的浓度，可以适用于不同钢种的需要。但是，聚乙烯醇淬火液也有几大缺点：一是化学稳定性较差，容易老化变质，因此需要做经常性的整槽更换；二是该淬火液的实际浓度很低，一般无法测量它的有效浓度，很难根据淬火液的变质程度进行有效的浓度调整；三是容易在感应圈的喷水孔壁上形成不溶于水的聚合物膜而造成水流堵塞。

上世纪80年代末开始，PAG类水溶性淬火介质在我国得到推广。实际应用证明，PAG聚合物的化学稳定性高，因此使用寿命长；正常生产条件下，PAG淬火液可连续使用几年而无需做整槽更换。PAG类淬火剂易溶于水，浓度容易测定，因此也就容易调整实际的使用浓度。改变浓度可以适应不同钢种和工件的需要。淬火后的工件可不清洗而直接回火。因为是水溶液，工件淬火时没有烟气，更没有火灾危险。PAG淬火液既可用于喷淋淬火，也可用于浸液淬火。使用PAG淬火液时，不会堵塞感应圈的喷水孔。由于有众多的优点，实际使用效果又好，近十几年来，PAG淬火剂的应用面迅速扩大。过去使用聚乙烯醇的地方大多改用了PAG 介质。过去许多感应加热淬火中解决不了的淬火开裂问题和淬硬深度不足问题也都通过采用PAG淬火剂而得到了解决。总之，PAG淬火剂是当前国内外高中频淬火热处理生产中使用得最多和应用效果最好的淬火介质。

二 PAG淬火介质的使用效果

试验证明，感应加热淬火用PAG淬火液，可以获得比用自来水和其它水溶性淬火液更均匀和更稳定的淬火硬度分布。图1是在用自来水做淬火介质时，不同工艺参数条件下获得的淬火层硬度分布曲线。图2是采用PAG淬火剂时，不同工艺参数条件下的淬火层硬度分布曲线。表1和表2分别是不同流速时，采用自来水和不同浓度的PAG淬火液所得表面淬火态硬度的统计结果。可以看出，用PAG淬火液做感应加热工件的喷淋淬火时，淬火硬度比用自来水要高，淬火硬化层更深，硬度分布更均匀，而且淬火时的工艺参数波动对淬火后硬度的影响非常之小。

表1 自来水和PAG淬火液喷淋淬火效果对比之一

淬火液

5%PAG

10%PAG

自来水

硬度平均值（HRC）

64.3

64.0

62.8

硬度测值的均方根差

1.5

1.0

2.0

（50钢，水温30℃，冷却时间22秒 喷射速度25升/分）

表2 自来水和PAG淬火液喷淋淬火效果对比之二

淬火液

5%PAG

10%PAG

自来水

硬度平均值（HRC）

64.9

64.1

64.0

硬度测值的均方根差

1.5

1.5

2.5

（50钢，水温30℃，冷却时间22秒 喷射速度35升/分）

PAG淬火液不仅在一般结构钢件的感应加热淬火中用得很成功，而且在淬硬层特别深，铸钢件或者铸铁件的感应加热淬火中也取得了满意的淬火效果。比如，郑州水工机械厂为三峡大坝水下闸门行走轮用导轨做中频连续淬火，导轨材质为ZG42CrMo,淬硬层深度要求大于15mm，不允许有表面裂纹。该厂采用PAG 类淬火剂今禹8-20，使用浓度14％，使淬硬层深度达到22～26mm，无裂纹，变形也很小。东风汽车公司发动机厂在专用的卧式淬火机床上，对 EQ491发动机上的铬钼合金铸铁凸轮轴的8个凸轮做感应加热同时淬火。感应淬火时，凸轮轴处于铸造毛坯状态。淬火的技术要求是表面硬度 50～60HRc，桃尖硬化层深度为4.6～10.0，基圆硬化层深度为1.5～8.0mm。该厂采用11％的今禹8-20淬火液，工件完成加热后，再浸入淬火液中淬火冷却。淬火结果，凸轮轴无淬裂，各部分的淬火硬度和淬硬深度全部满足要求。

三 PAG淬火介质使用维护方法

PAG淬火液的配制非常简单，按体积或者按总量比例与自来水调配在一起，稍加搅动使其溶化后，即可用于淬火冷却。根据设备条件、工件的情况和热处理要求，调整并确定合适的热处理工艺参数，即可正常生产。日常生产中，每天用折光仪测量一次浓度，用以监测淬火液的浓度变化情况。这样的浓度测量，每次只需要几分钟就能完成。如果发现浓度过高或者过低，就补加自来水或者淬火剂来加以调整。为保证冷却特性稳定，必须对淬火液的使用温度加以调控。通常，淬火液的温度宜控制在20～40℃范围内。此外，要防止淬火液受到过多的外来污染，并定期清除淬火槽底的沉渣。只要能做好上述简单的维护管理工作，一般工厂都能长期用好 PAG淬火液。当然，如果遇到与淬火介质有关的其它问题，应当向淬火介质供应商咨询解决办法。

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材質：刀刃材質為碳化鎢鋼根據ISOK40~K50 製造。
特色：針對木料切割、不論是軟硬木材均可切割。
應用：工業專用木頭切割、橫紋木料與直紋木料、切割無毛邊。

>>圓鋸片規格表

木工專用焊刃式圓鋸片
TCT Saw Blade for Wood Cutting

型號
Order code
直徑
D
厚度
P
內孔
d
齒數
Z

WB15010040
150
1.0
25.4
40

WB15030040
150
3.0
25.4
40

WB15032040
150
3.2
25.4
40

WB16520040
165
2.0
25.4
40

WB25530080
255
3.0
25.4
80

WB25530100
255
3.0
25.4
100

WB30530060
305
3.0
25.4
60

WB30530080
305
3.0
25.4
80

WB30530100
305
3.0
25.4
100

WB30530120
305
3.0
25.4
120

WB35530050
355
3.0
25.4
50

WB35530060
355
3.0
25.4
60

WB35530080
355
3.0
25.4
80

WB35530100
355
3.0
25.4
100

WB35530120
355
3.0
25.4
120

WB40532050
405
3.2
25.4
50

WB40532060
405
3.2
25.4
60

WB40532080
405
3.2
25.4
80

WB40532100
405
3.2
25.4
100

WB40532120
405
3.2
25.4
120

WB45534050
455
3.4
25.4
50

WB45534060
455
3.4
25.4
60

WB45534080
455
3.4
25.4
80

WB45534100
455
3.4
25.4
100

WB45534120
455
3.4
25.4
120

WB51040060
510
4.0
25.4
60

WB51040080
510
4.0
25.4
80

WB51040100
510
4.0
25.4
100

WB51040120
510
4.0
25.4
120

WB61040060
610
4.0
25.4
60

WB61040080
610
4.0
25.4
80

WB61040100
610
4.0
25.4
100

WB61040120
610
4.0
25.4
120

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

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