工件淬火冷卻時(shí),要使其得到合理的淬火冷卻速度,必須選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸾橘|(zhì)。目前生產(chǎn)中應(yīng)用的冷卻介質(zhì)是水和油。當(dāng)冷卻介質(zhì)為20℃的自來水,工件溫度在200~300℃時(shí),平均冷卻速度為450℃/s;工件溫度在340℃時(shí),平均冷卻速度為775℃/s;工件溫度在500~650℃時(shí),平均冷卻速度為135℃/s。因此,水的冷卻特性并不理想,在需要快冷的500~650℃溫度范圍內(nèi),它的冷卻速度很小,而在200~300℃需要慢冷時(shí),它的冷卻速度反而很大。
水
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、無毒、不燃燒、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、冷卻能力強(qiáng)。通過控制水的溫度、提高壓力、增大流速、采用循環(huán)水、利用磁場作用等,均可以改善水的冷卻特性,減少變形和開裂,獲得比較理想的淬火效果。但由于這些方法需增加專門設(shè)備,且工件淬火后性能不是很穩(wěn)定,所以沒有能得到廣泛推廣應(yīng)用。所以說。純水只適合于少數(shù)含碳量不高、淬透性低且形狀簡單的鋼件淬火之用。
淬火油
用于淬火的礦物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,使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),適合于作淬火油使用。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)周圍環(huán)境的污染大,淬火時(shí)容易引起火災(zāi)。
影響淬火油冷卻能力的主要因素是其粘度值,在常溫下低粘度油比高粘度油冷卻能力大,溫度升高,油的流動(dòng)性增加,冷卻能力有所提高。適當(dāng)提高淬火油的使用溫度,也能使油的冷卻能力提高。
熔鹽,熔堿
這類淬火介質(zhì)的特點(diǎn)是在冷卻過程中不發(fā)生物態(tài)變化,工件淬火主要靠對(duì)流冷卻,通常在高溫區(qū)域冷卻速度快,在低溫區(qū)域冷卻速度慢,淬火性能優(yōu)良,淬透力強(qiáng),淬火邊形小,基本無裂紋產(chǎn)生,但是對(duì)環(huán)境污染大,勞動(dòng)條件差,耗能多,成本高,常用于形狀復(fù)雜,截面尺寸變化懸殊的工件和工模具的淬火。熔鹽有氯化鈉,硝酸鹽,亞硝酸鹽等,工件在鹽浴中淬火可以獲得較高的硬度,而變形極小,不易開裂,通常用作等溫淬火或分級(jí)淬火。其缺點(diǎn)是熔鹽易老化,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。