如何检测淬火介质的冷却特性

来源:热处理工艺问答作者:袁凤松

    (1)淬火介质冷却特性的检测。某种淬火介质的冷却特性可用一个带有热电偶的探头装置来检测。目前使用最广泛的方法之一是根据国际标准化协会制定、由Incone1600合金制作的直径12. 5mm的圆柱型探头的检测标准(ISO 9950)。用这种方法检测出的冷却曲线图能够很好地反映淬火冷却时的三个阶段,并可以用来验证各种因素,如搅拌、介质温度、污染和降解等对淬火参数的影响。

    (2)淬火介质冷却性能测试方法

    1)直接硬度法。采用直接测定试样(或工件)的硬度来确定淬火介质的冷却能力。

    2)端淬试验法。GB/T 225《结构钢末端淬透性试验法》中规定,在标准试验条件下,用水柱喷淬试样的下端,测量试样表面的硬度,绘制硬度——淬火端距离曲线。采用不同的淬火介质代替水喷射冷却同一种钢材时,测量的端淬曲线可以用来评价淬火介质的冷却能力。

    3)硬度U曲线法。用长度5倍于直径的试样淬火后,从中间切取一段试样,在测定面上沿垂直直径方向测定硬度,以它们的平均值画出硬度——距试样中心距离的曲线,即硬度U曲线。

    4)淬火烈度。其为定量地对淬火介质进行评价。淬火烈度又称为H值,H=C/2K,式中C为通过介质和试样界面的换热系数,K为试样的导热系数,对于碳钢和低合金钢K值几乎为一个常数。我国、日本、美国淬火油的淬火烈度(H值)见表7-12

    5)磁性淬火方法。执行美国国家标准ANSI-D3520-76热处理液淬火时间的标准试验方法(磁性淬火方法)》规定。

    6)热电偶冷却曲线法。这是目前公认的最佳实验室方法,ISO 9950就是在此基础上制订的。

    (3)淬火油冷却性能测试标准。有JB/T 7951《测定工业淬火油冷却性能的镍合金探头试验方法》;石化行业标准SH/T 0220热处理油冷却性能测定法》。

    7-12    我国、日本、美国淬火油的淬火烈度(H值)

我国、日本、美国淬火油的淬火烈度(H值)

    (4)检测探头。当前国际上使用较多的冷却探头有法国的中心测温银探头、日本的表面测温银探头及英国、瑞典、美国等的中心测温镍探头。我国标准JB/T 7951所用探头基本上与法国探头相同。标准规定,这种探头也可用于水基冷却介质的测定。我国还有SH/T 0220标准,探头为ZJY-10型圆柱形银探头,其尺寸为Φ10mm×30mm,测温点在探头几何中心。在便携式装置中镍合金探头可方便地用于生产现场淬火槽液冷却能力的直接测定。

    (5)应用与监控

    1)冷却曲线法在淬火油监控中的应用。在油的使用过程中,由于油的降解反应过程的影响,其冷却性能是变化的。淬火油有一个老化过程,冷却能力逐渐下降,必须通过检测,并根据检测结果对淬火油进行维护或更新。

    2)水基聚合物介质的监控。由于工件的带出作用而使聚合物浓度降低,从而使冷却性能变化。浓度的检测可采用折光仪检测折光率的方法,但是当淬火液污染或老化严重时,不易准确测量,而是靠直接检测淬火介质冷却性能。利用符合ISO 9950标准的冷速检测仪(如ivf仪、KHR仪等)定期测定水基介质的300℃时的冷速,这是目前国内外热处理企业对淬火介质进行监控的主要方法。

    例如,某厂采用水基淬火剂在使用一段时间后,测量变形加大,取淬火剂样进行ivf仪分析并和以前的冷却曲线比较,发现其对流冷速加大,采取措施提高淬火剂浓度降低对流阶段冷速后,齿轮变形恢复正常。