深冷處理-齒輪用淬火介質(zhì)的選擇 

　　自來水作為淬火介質(zhì)的最大缺點(diǎn)是其低溫冷卻速度太快，使多種鋼制的工件容易淬裂,。引起鋼件淬裂的主要原因是水在馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度(Ms點(diǎn))及其以下的溫度范圍冷卻得過快,。由于這樣的原因,，研究開發(fā)水溶性淬火介質(zhì)的第一目標(biāo)就是降低水的低溫冷卻速度,。

　　考慮到多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的Ms點(diǎn)在300℃附近,，通常就以工件冷卻到300℃時(shí)水溶性淬火液的冷卻速度,，即所謂300℃冷卻速度來表示該淬火液的冷卻性能,。通?？梢杂盟源慊鸾橘|(zhì)的300℃冷卻速度來對(duì)該介質(zhì)定級(jí)，以便熱處理工作者選用,。簡(jiǎn)單說,，水性淬火液的300℃冷卻速度低，其防止工件淬裂的能力就強(qiáng);300℃的冷卻速度高,，其淬硬能力也高,，當(dāng)然工件的淬裂傾向也大。因此，選擇水溶性淬火介質(zhì)首先應(yīng)當(dāng)了解它的300℃冷卻速度,。同類淬火介質(zhì)品種中,，得到相同的300℃冷卻速度時(shí)的濃度越低，其使用成本也就越低,。

　　水性淬火介質(zhì)有很多品種,，不同品種有不同的特性。PAG類介質(zhì)冷卻特性可調(diào),，濃度測(cè)控容易,。它既適用于整體淬火，也適用于各類感應(yīng)加熱淬火,，且能長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用,，因而受到普遍歡迎，成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外熱處理界使用得最廣泛的水性淬火介質(zhì),。

　　由于液溫對(duì)冷卻特性影響較大,，使用水溶性淬火介質(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)配備好循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以便在使用中調(diào)節(jié)液溫,，一般說,，在水溶性淬火液中淬火時(shí)，工件也不宜在密集堆放條件下入水,，以免造成內(nèi)外工件明顯不同的淬火效果。

　　2,、自來水

　　自來水是最經(jīng)濟(jì)而又清潔的淬火介質(zhì),。一些含碳量低、淬透性差且形狀簡(jiǎn)單齒輪的調(diào)質(zhì)淬火和感應(yīng)加熱淬火,，往往可以用自來水,。作為淬火介質(zhì)，自來水的冷卻特性是：工件處于高溫階段時(shí)冷得很快,，而到了工件處于低溫階段時(shí)冷卻得也很快,。冷卻速度快可以使淬透性差和比較厚大的工件淬硬。這是自來水的優(yōu)點(diǎn),。

　　但是,，用自來水淬火有三大缺點(diǎn)，第一是低溫冷卻太快使多數(shù)鋼種和工件容易發(fā)生淬裂,。第二是工件高溫階段冷卻太快,，比較細(xì)長(zhǎng)與較薄的工件容易因?yàn)槿胨绞讲划?dāng)而發(fā)生淬火變形。第三,，也是不少人容易忽視的缺點(diǎn),，是隨著水溫升高，淬火冷卻的蒸氣膜階段會(huì)逐漸增長(zhǎng)，且工件處于中低溫階段時(shí)的冷卻速度也逐漸降低,。

　　由于這種原因,，當(dāng)工件采取較密集的堆放方式入水淬火時(shí)，水只有穿過堆在外面工件之間的縫隙才能接觸內(nèi)面的工件,。穿過外面的工件時(shí)水溫會(huì)逐漸升高,。這樣，堆在外面的工件接觸的水溫低,，而堆在內(nèi)部的工件接觸的水溫高,。致使堆放在內(nèi)、外部的工件的淬火冷卻效果不同,。外部的工件冷卻快,，淬火后硬度高，并容易淬裂,。堆放在內(nèi)部的工件經(jīng)受的冷卻慢,，淬火后硬度低。工件堆放得越密集,，淬火時(shí)水的流動(dòng)越不通暢,，這種差別就越大。

　　這一缺點(diǎn)使自來水不適用于淬密集堆放的小工件,。使用油淬火時(shí),，油溫提高，冷卻的蒸氣膜階段稍有縮短,，而油溫升高使油的粘度降低流動(dòng)性變好,，有利于提高油的冷卻速度，能使堆放得較密集的工件內(nèi)外冷卻效果基本一致,。應(yīng)當(dāng)說,，這是用油淬火的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

　　選用自來水作為淬火液時(shí),，應(yīng)當(dāng)知道它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),。用好它的優(yōu)點(diǎn)，而避免它的缺點(diǎn),。設(shè)法控制好水的溫度,。采取堆放方式淬火時(shí)，要設(shè)法使工件堆放得疏松一些,，并通過攪動(dòng)促使淬火液通暢地從工件之間流過,，以減小內(nèi)部的水溫差。

　　3,、專用淬火油

　　專用的淬火油一般分為普通淬火油,、快速淬火油、等溫分級(jí)淬火油(也簡(jiǎn)稱熱油)、真空淬火油以及光亮淬火油等類,。和普通機(jī)油相比,，專用淬火油的熱穩(wěn)定性能較好，能更好地保證工件的淬火質(zhì)量,。當(dāng)然,，專用淬火油優(yōu)于普通機(jī)油的最重要的方面還是它們的冷卻特性。和普通機(jī)油相比,，不同的專用淬火油在冷卻速度分布上都有蒸氣膜階段短的特點(diǎn),，因而使工件在高溫階段能冷卻得更快。其中快速淬火油的最高冷卻速度都比較高,，中低溫階段的冷卻速度快慢則因淬火油的不同品種而有較大差別,。熱油在冷卻特性上的特點(diǎn)是蒸氣膜階段更短，而在工件淬火冷卻的低溫階段冷卻較慢,?？焖俅慊鹩椭饕糜谏院翊蟮墓ぜ痛阃感陨缘偷匿摲N。熱油主要用于較小型的工件和淬透性較好的鋼種,。

　　應(yīng)該說,，任何淬火油都有適合它的工件。但是,，除少數(shù)情況外,，每臺(tái)熱處理爐都希望能處理比較多的鋼種和比較多樣的工件，因此,，多傾向于選用適應(yīng)范圍更廣的淬火油,。一般說，淬火油的蒸氣膜階段短,，中溫階段冷卻得快、低溫階段冷卻速度大,，這種油的冷卻能力就很強(qiáng),，它的適用范圍就廣。不少油淬工件的變形是與它的淬火硬度不足和淬硬深度不夠同時(shí)出現(xiàn)的,。

　　而改用這種適應(yīng)范圍廣的淬火油,，往往能同時(shí)解決工件的變形、硬度不足和淬硬深度不夠等問題,。淬火油的蒸氣膜階段短,，也就是油的高溫階段冷卻得快。這一特點(diǎn)有利于防止先共析鐵素體的析出,，也有利于防止帶內(nèi)花鍵齒輪的變形,。簡(jiǎn)單說，淬火油總的冷卻速度高有利于獲得較深的淬火硬化層。但從冷卻速度分布上分析,，除中,、高溫階段要求冷卻得快以外，油的低溫冷卻速度高低對(duì)獲得的淬硬層深淺作用更大,。低溫冷卻速度越高,，淬火硬化層往往越深。

　　攪動(dòng)淬火油可以提高油的冷卻速度,。冷卻速度比較低的油,，攪動(dòng)提高其冷卻能力的作用較大;而對(duì)于冷卻速度高的專用淬火油，攪動(dòng)的作用則相對(duì)較小,。齒輪的淬火質(zhì)量問題中還有一類是淬火硬化層過深,。硬化層過深，常常在使用中斷齒,。解決這類問題的有效辦法之一是降低淬火油的低溫冷卻速度,。

　　總之，為保證齒輪的淬火質(zhì)量去選擇淬火油時(shí),，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所處理齒輪的鋼種,、形狀特點(diǎn)和熱處理要求從油的冷卻速度分布特性去進(jìn)行選擇，最好能與淬火油生產(chǎn)廠的有關(guān)技術(shù)人員一道,，通過討論分析確定合適的淬火油和合理的使用方法,。

　　4、普通機(jī)械油

　　工廠熱處理生產(chǎn)中使用得最多的普通機(jī)械油是N32機(jī)油(原20號(hào)機(jī)油)和N15機(jī)械油(原10號(hào)機(jī)油),。作為淬火介質(zhì),，這類機(jī)油的特性是，在工件高溫階段蒸氣膜時(shí)間較長(zhǎng),，淬火冷卻速度不高,，且低溫冷卻較慢。

　　油的蒸氣膜階段長(zhǎng),，工件高溫階段的冷卻慢,，可能出現(xiàn)的問題是低碳鋼制的工件容易發(fā)生先共析鐵素體轉(zhuǎn)變;而形狀復(fù)雜的工件，比如帶花鍵孔的齒輪等又特別容易變形,。在中,、低溫階段冷卻慢，使比較大的工件不易淬硬或淬硬層深度不足并因此發(fā)生淬火變形,。

　　普通機(jī)油的抗氧化能力差,，使用中容易老化變質(zhì)，老化變質(zhì)的主要反映是油的粘度提高低溫冷卻速度降低,。變質(zhì)的影響是工件淬火后的硬度和硬化深度見效,，且淬火變形增大,。粘度提高和產(chǎn)生油泥渣往往給淬火后的清洗造成困難，也使油的消耗量增大,。