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机械部机械科学研究院 (100083) 王德成
一、推广应用新型淬火介质的意义
新型淬火介质通常指各种专用淬火油和优质水溶性淬火剂。和普通机油相比，专用淬火油具有更强的冷却能力、更合理的冷却速度分布、更长的使用寿命、或者更能保持工件的光亮性。优质水溶性淬火剂能不同程度地降低钢件在水中淬火时的低温冷却速度，因而能防止淬裂，或获得更高的淬火硬度和更深的淬硬深度。由于有这些优点，推广应用新型淬火介质可获得以下收效。
1．改善和提高淬火工件的内在质量
优质水性淬火剂能有效地降低水的低温冷却速度，因此能防止工件的淬火开裂。专用淬火油及水性淬火液具有高于普通机油的冷却能力，因而可以获得更高的淬火硬度和淬硬深度；同时，淬火介质合理的冷却速度分布又可以减小工件的淬火变形。所有这些，都能改善和提高淬火工件的质量。
2．防止火灾，清洁生产环境
在热处理生产中淬火的工件，绝大多数属于中碳或中、低碳低合金钢。这些钢件都可以用冷却速度级别合适的水性淬火剂来淬火。水性淬火剂不燃烧，淬火时无烟气。因此，又从油淬火改为水性介质淬火，除提高工件内在质量外，还可以杜绝火灾危险，清洁生产环境。
3．提高生产效率
专用淬火油比普通淬火油冷却速度快。水性淬火介质也比普通机油冷却速度快。因此，改用新型淬火介质可以缩短工件的淬火冷却时间，从而提高生产效率。例如，汽车板簧淬火，由普通机油改为20级的水性淬火剂后，板片在淬火机上的停留时间可以缩短约一半。其结果，在不增加生产设备和人力的条件下，板簧淬火线的生产能力可以增加约30%。又以深层渗碳件来看，当采用合适的水性淬火剂或厚大件快速淬火油代替普通机油，可显著增大工件的淬火硬化层。或者说，若以要求淬硬层为目标，改用冷却速度更快的淬火介质后，可以缩短工件的渗碳时间。
4．降低用钢成本，节约合金元素资源
结构钢中加入合金元素最主要的作用是提高钢的淬透性。因此，合金元素高的钢淬透性更好，可以用于制较厚大零件。而合金元素含量少的钢通常淬透性较低，只能用来制薄小的零件。但是，从热处理理论上，除了合金化之外，还可以采用提高工件获得的淬火冷却速度的办法，即选用冷却速度更快的淬火介质来增加淬硬深度。显然，在能保证工件不淬裂的前提下，改换淬火介质比改用合金元素含量更多的钢种更经济。仍以产量较大的汽车板簧为例。板簧淬火要求充分淬透，在普通机油中淬火，如采用60Si2Mn钢材，能淬透的最大厚度为11mm，超过11mm时，必须改用淬透性更好的弹簧钢，如55SiMnVB或60CrMnB等钢材。然而，用合适的快速淬火油，60Si2Mn板簧的最大淬透厚度可达15mm；采用水溶性淬火剂，60Si2Mn的最大淬透厚度可达18～20mm。如果实现这种替换，可以在保证获得相同机械性能的同时，使用成本降低500～1000元/吨。一个年产板簧几万吨的工厂，如能对1万吨钢材进行这种替换，将可以在不增加人力、资金和设备的条件下，每年增加
500～1000万元的收入，且同时消除火灾危险，又改善了工作环境，采用新型淬火介质，能减少更高合金含量钢的用量，也是节省合金元素资源的有效措施。
二、正确认识新型淬火介质
由于是新东西，加上宣传不多且缺乏系统性，到目前为止，部分热处理工作者，甚至有些淬火介质厂家对新型淬火介质仍缺乏了解，这主要表现在以下几个方面：
1．淬火介质的冷却特性对淬火质量有很大影响。然而，在分析解决工件热处理质量问题时，不少人还不知道把淬火介质的特性及其变化作为一个因素考虑进去。
2．部分生产淬火剂的厂家并不真正了解自己产品的特性和用法，有的还做"可以配成从水到油之间任何冷却能力的淬火液"这样并不符合实际的宣传。
3．就像有人不知道钢有不同种类和特性一样，部分热处理工作者至今仍把不同的淬火介质看成一样的东西，因而出现一些失误：如选不到合适的淬火剂品种，或在选错某种不合适的淬火介质造成失误后，就"十年怕草绳"，再不敢问津所有的淬火介质。
4．不了解淬火油有其独特的不可替代的优势，盲目地把某些优质水性淬火剂扩大应用到不合适的场合。
5．在淬火过程中，影响钢件淬火质量的是淬火介质的冷却特性分布，而不是淬火介质从高温到低温的总的冷却时间长短。因此不应当简单地用"普通"、"快速"、和"超速"来评价和划分淬火油。
6．采用快速淬火油或水性介质代替普通矿物油以后，没有改用淬透性较低的钢种来降低成本，节约资源。
以上种种误解，妨碍着新型淬火介质推广和应用后作用的发挥。鉴于此，有必要加强这方面的宣传工作。
三、选好用好新型淬火介质需要的条件
在工业生产中，要选好新型淬火介质，需要一定的条件。这些条件包括：淬火介质生产厂家能提供有效的技术服务，使用厂进行适当的管理，有基本的设备条件和一定的技术力量。
1．淬火介质生产厂积极有效的技术服务
淬火介质生产厂不仅应当提供优质的淬火剂产品，还应有能力辅以积极有效的技术服务。这种服务包括能正确指导用户选择合适的淬火介质品种，提供甚至现场传授用法技术，并具备处理可能出现的问题的能力。
2．用户要进行适当的管理
新型水性淬火介质通常需要做定期浓度检测和调整。专用淬火油只能用相同性能的油或可以保证性能的油添加剂来补充。使用中应当注重淬火液的温度，并加以控制。淬火液都应防止或尽量减少污染，所有这些，都只能从管理上去解决，因此，加强管理是用好新型淬火介质的首要前提。
3．基本的设备条件
主要指测控浓度、温度的装置和仪器，循环冷却、加热及搅拌装置。当然，进行热处理、淬火回火加热应能进行温度测控，应当有硬度检测和金相分析等仪器装置。
4．应当有一定的技术力量
要有热处理技术人员，而且操作者应有必要的热处理知识。有了一定的技术力量，才能科学地分析分辨使用中出现的问题，并及时采取正确的办法加以解决。综上所述，在我国机械行业热处理生产中大力推广应用新型淬火介质，可以提高机械零件，尤其是大量成批生产的基础件的产品质量，提高生产效率，降低生产成本，防止火灾，清洁环境，并节省合金元素资源，是于工厂、社会都有益的事情。只要我们注意宣传，适当加以组织，就可以推广开，并取得长久稳定的效益。
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