热处理专用淬火油

时间：2024-10-12 百科知识版权反馈

【摘要】：普通淬火油中加入催冷剂，调制成快速或超速淬火油。在真空淬火油中淬火，能够得到和在正常大气压下相同的淬火硬度值的最低压力称为临界压力。图2－89为T8钢在真空淬火油、普通淬火油与矿物油中进行真空加热淬火后的硬度变化。355分级淬火油适用于易畸变渗碳淬火件和整体淬火件的淬火冷却以及工件的回火处理。325分级淬火油适用于分级淬火冷却及回火。日本热处理油工业标准规定，使用温度在100℃以下的淬火油为冷浴淬火油。

二、热处理专用淬火油

表2－84给出的是大连海威石油化工有限公司热处理专用淬火油及回火油的性能数据。

1．普通淬火油

为了解决机械油冷却能力较低、易氧化、老化快等问题，研制出将石蜡润滑油馏分精制后加入催冷剂、抗氧化剂、表面活性剂等调制而成的淬火油。

2号普通淬火油与10号、20号机械油冷却性能的对比见表2－83。2号普通淬火油与20号机械油用于GCr15钢和40Cr钢的淬透性试验见图2－83及图2－84。可以看出，在同一直径尺寸的条件下，用2号普通淬火油淬火后的试样，表面硬度与硬化层深度均明显高于20号机械油。

图2-83　GCrl5钢试样的淬透性曲线
1.2号淬火油　2.20号机械油淬火

图2-84　40Cr试样的淬透性曲线
1.2号淬火油淬火　2.20号机械油淬火

2．快速和超速淬火油

普通淬火油中加入催冷剂，调制成快速或超速淬火油。从表2－84可以看出，超速和快速淬火油的冷却速度比普通淬火油快得多，比机械油更快。GCr15钢在快速淬火油中淬火的淬透曲线与20号机械油的对比见图2－85。

图2－85　不同尺寸GCr15钢试样的淬透性曲线

1．快速淬火油　2．20号机械油

3．光亮和快速光亮淬火油

可控气氛的应用，使工件在加热过程中表面不氧化、不脱碳而保持光亮，为了在油中淬冷后仍能保持光亮的表面，需要有一些能够满足工艺要求的光亮淬火油。工件淬火后表面不能保持光亮的原因，主要是油受热后“裂化”产生的树脂状物质和形成灰分，黏附在工件表面。一般认为轻质油比重质油的淬火光亮度好，用溶剂精炼法比硫酸精炼法精制的油光亮性较好，生成聚合物和树脂越少、残碳越少、硫分越少，油的光亮性越好。为了提高工件淬火后表面的光亮度，采用的主要方法有:净化处理，去掉易产生灰分的物质，加入抗氧剂和光亮剂，还可以加入催冷剂制成快速光亮淬火油。

几种钢在快速光亮淬火油与20号机械油中淬火的淬透性曲线对比见图2－86～图2－88。

图2－86　40Cr、T10钢试样(φ25、φ15mm)淬透性曲线

1．40Cr淬快速光亮油　2．40Cr淬20号机油　3．T10淬快速光亮油　4．T10淬20号机油

图2－87　GCr15、GCr15SiMn钢试样(φ25、φ15mm)淬透性曲线

1．GCr15SiMn淬快速光亮油　2．GCr15SiMn淬20号机油　3．GCr15淬快速光亮油　4．GCr15淬20号机油

图2－88　9GrSi、20CrNi2Mo钢试样(φ25mm)淬透性曲线

1．9SiCr淬快速光亮油　2．9SiCr淬20号机油　3．20CrNi2Mo淬快速光亮油　4．20CrNi2Mo淬20号机油

4．真空淬火油

由于是在低气压下工作，要求淬火用油必须保证:不易蒸发，饱和蒸汽压低，足够的冷却速度、保证淬火硬度;不易污染炉膛，不影响真空炉的真空度，工件淬火后表面光亮度高，油的热稳定性要好。显然，一般的淬火油不能满足上述要求。

图2－89　真空淬火油与一般淬火油冷却能力的比较，试样: T8钢，淬火温度800℃、油温80℃

1．普通淬火油　2．矿物油　3．真空淬火油

在真空淬火油中淬火，能够得到和在正常大气压下相同的淬火硬度值的最低压力称为临界压力。图2－89为T8钢在真空淬火油、普通淬火油与矿物油中进行真空加热淬火后的硬度变化。普通淬火油在常压下(0.1MPa)淬火后，硬度为HRC66，试样可完全淬硬，然后逐步降低淬火时的压力，硬度急剧下降，特别是当压力降到5×10⁴ Pa以下时降低最多，已不能将工件淬硬。矿物油在常压淬火，仅使试样硬度达到HRC42，压力下降后硬度反而升高，到2.5×10⁴ Pa时可使淬火硬度达到HRC65，在更低的压力下硬度又趋于下降。真空淬火油则能在低压很宽的范围内将钢淬硬到HRC65以上。图2－90为以上三种油在不同压力下的特性温度与冷却速度的比较。

图2－90中，冷却速度由蒸汽膜存在时间及试样从800℃冷却到400℃所需时间来表示。从蒸汽膜停留时间看，在10⁴ Pa以下真空淬火油最短，从800～400℃冷却时间(s)来比较，尽管各种油在真空状态下比常压下冷却时间要长，但真空淬火油也比矿物油冷却时间短，在2×10⁴ Pa左右以真空淬火油的冷却时间最短。在低压下，真空淬火油的特性温度也较高，因此，真空淬火油适合于在低压下工作，有较优异的淬火能力。

图2－90　几种淬火油在不同压力下，冷却速度与的特性温度的比较

1．真空淬火油　2．普通淬火油　3．矿物油－．－．特性温度，℃┉蒸汽膜时间，s——从800℃冷到400℃时间，s

真空淬火油是用石蜡基润滑油馏分，经溶剂脱腊、熔剂精制、白土处理及真空蒸馏、真空脱气后，加入催冷剂、光亮剂和抗氧化剂等配制而成的。真空淬火油的理化指标见表2－84。用φ8mm×24mm银棒测得不同真空度下1号、2号真空淬火油的冷却曲线，见图2－91及图2－92。GCr15钢φ20mm×6mm试样在840℃和T10钢φ10mm×10mm试样在800℃，于1号、2号两种油中淬火后的硬度见表2－85及表2－86。

图2－91　1号油不同真空度下的冷却曲线

1．0.013kPa　2．5kPa　3．10kPa　4．26.6kPa　5．50kPa　6．66.6kPa　7．101kPa

图2－92　2号油不同真空度下的冷却曲线

1．0.013kPa　2．5kPa　3．10kPa　4．26.6kPa　5．50kPa　6．66.6kPa　7．101kPa

表2－85　GCr15钢试样在不同压强下的淬火硬度

表2－86　T10钢试样在不同压强下的淬火硬度

5．分级、等温淬火油

分级、等温淬火油都是在高温状态下使用的。通常使用温度在100～250℃之间，或取低于闪点80℃的温度使用。

分级、等温淬火油(统称为热淬火油)的理化指标见表2－84。

几种热淬火油的冷却曲线见图2－93，20CrMnTi钢和GCr15钢在几种热淬火油中淬火后截面硬度分布曲线见图2－94及图2－95。

图2－93　几种油的冷却曲线(φ10mm×30mm银棒)

1．分级淬火油120℃　2．52号汽缸油140℃　3．掺合油80℃

6．常用国外品牌淬火油

(1)好富顿淬火油。好富顿淬火油技术性能指标见表2－87。

K型超速淬火油适用于碳钢、低淬透性钢及大截面工件的淬火冷却。G型快速光亮淬火油适用于可控气氛保护和真空加热的工件，以及渗碳、碳氮共渗工件的光亮淬火冷却。快速210淬火油的冷却速度介于K、G型淬火油之间，适用于非真空、真空和保护气氛加热工件的淬火冷却。105中速淬火油适用于淬透性好的碳素钢、合金钢、合金工具钢及小型高碳钢工件的淬火冷却。355分级淬火油适用于易畸变渗碳淬火件和整体淬火件的淬火冷却以及工件的回火处理。325分级淬火油适用于分级淬火冷却及回火。2565等温淬火油适用于要求畸变小、尺寸稳定工件的等温淬火，也可用于分级淬火。