1.1淬火液濃度和溫度對冷速的影響
水性PAG淬火液通過控制其濃度、溫度及攪拌來控制其冷卻能力，得到介于水跟油之間的冷卻范圍。如何控制濃度、溫度、流速對淬火液冷速的影響。
1.濃度對冷速的影響
濃度與冷速成反比，濃度提高冷速降低，反之濃度降低冷速提高。所以如果想提高冷速，則加自來水使?jié)舛冉档�，反之則添加淬火液濃度提高，冷速下降。
2.溫度對冷速的影響
簡單點說溫度越高,冷速越低；溫度越低冷速越高。所以要提高冷速，就可以在生產(chǎn)中對淬火劑冷卻，降低溫度；反之加熱或停止冷卻循環(huán)，提高淬火劑溫度，便可降低淬火冷卻速度。
3. 攪拌對冷速的影響
攪動淬火液(包裝擺動工件)可以提高其淬火冷速；反之降低淬火冷度。
好好運用這三方面對冷速的影響，能解決很多熱處理方面的問題。
1.2如何控制淬火劑的濃度和溫度？
1.濃度的控制。
介紹測濃度的小工具，如右圖所示，手持式折光儀(也有叫糖度計的),小巧攜帶方便。建議熱處理廠家都配備一個，價格不貴，國內(nèi)許多光學儀器廠有生產(chǎn)，在很多儀器店也能買到。
在熱處理的現(xiàn)場可以用折光儀來監(jiān)控濃度，簡單的說用折光儀讀數(shù)乘2.5即可得到濃度值。使用方法是掀開蓋板(白色的)，取試液數(shù)滴放在鏡面上，合上蓋板,讀數(shù),,右邊的讀數(shù)乘2.5即為濃度值。值得一提的是，在使用前一定要讓折光儀的讀數(shù)歸0。
2 .溫度的控制
推薦淬火劑的溫度最好在30-40℃，不要高于55℃。建議淬火前后的溫度不要超過10℃，盡量配備冷卻及散熱系統(tǒng)，像冬天溫度低，使用前可以加熱或提高濃度。
1.3首次試驗，淬火液濃度的確定及如何配好淬火液
濃度確定:
首先注意參考濃度表，最好以此濃度為起點做試驗，如40Cr的濃度范圍在5%-10%，那么做試驗時最先從10%濃度試起,如果硬度不足，就是濃度過高，就應(yīng)該降低濃度在試;同時也跟鋼件的其它因素有關(guān)，前面已經(jīng)提過形狀不規(guī)則、小的、壁厚件可以選用高濃度。如果淬裂，那原因可能就是濃度低了,那就提高濃度；這樣試幾次濃度就確定了。
配液問題:
濃度確定后，先往槽內(nèi)放入水，而后倒入淬火劑原液，攪拌完全，使原液與水均勻溶解。淬火劑在水中的體積比(濃度)可按淬火槽的高度計算。比如配制10%的濃度，假設(shè)淬火槽內(nèi)高度為3米，則應(yīng)先防入3×(1-10%)=2.7米高度的水，再倒入0.3米高度的原液，這樣即得到10%的濃度。 也可以按照體積來算，如果是１方的淬火槽還是按照上面的濃度就是需要900kg水在加入100kg淬火劑。（因為淬火劑原液的密度是1.07，所以估算體積比）
1.4水性淬火液的逆溶點又是什么
PAG類水性淬火劑是由具有逆溶特性的水溶性高分子材料復(fù)配各類功能助劑合成的。所謂逆溶性指物質(zhì)在水中溶解度隨溫度的升高而降低。達到一定溫度后，就析出不溶的特性。用這類水溶性高分子材料生產(chǎn)的淬火劑，高溫區(qū)冷速快，低溫區(qū)尤其300攝氏度時冷速慢，正因為以上特性，所以該類物質(zhì)特適合做淬火劑。淬火工作硬度高、不裂、淬硬層深，經(jīng)過調(diào)節(jié)濃度，調(diào)節(jié)液溫，使用不同工藝加工的PAG可以在水和油特性之間任意調(diào)節(jié)，以滿足不同用戶各種要求。
詳情如下：
大家知道，油高溫區(qū)冷速是較低的，所以有時侯對有些工件硬度達不到，但它300℃的冷速更低，所以一般不會裂，而自來水高溫冷速很快，300℃的冷速也較快，雖然淬火硬度和深度好，但特易裂，用VIF冷卻速度測定儀測得以下數(shù)據(jù)：
淬火劑類型 Vmax（℃/s） Tvmax（℃） V300（℃/s） t600（s） t400（s） t200（s）
32#機械油 065 537 006 013 017.5 047.5
自來水 220 627 086 004.5 005.5 008.0
表1,自來水30℃和32號機械油40℃時的冷卻特性數(shù)據(jù)
生產(chǎn)PAG水性高分子聚醚，通過控制工藝條件可以獲得不同PAG淬火性，不同PAG淬火性能也不同。本公司主要使用三種，牌號分別是CL-408A，408B，408C水性淬火劑，用VIF冷卻速度測定儀測得以下數(shù)據(jù)(同濃度(10%)、同液溫(30℃))，由表2可見整個特性數(shù)據(jù)均在油和水之間，其中251C明顯慢于251B，251A。我公司251C已廣泛用于各類工件整體淬火，取代原來用油的也很多。 淬火劑類型 Vmax（℃/s） Tvmax（℃） V300（℃/s） t600（s） t400（s） t200（s）
251A 158 720 49 002.8 004.4 009.2
251B 136 645 47 002.8 004.8 009.8
251C 119 643 36 009.6 011.4 019.0
表2，同濃度(10%)、同溫度(30℃)下，不同型號251的特性數(shù)據(jù)(251A 、251B、251C)
對于同一種牌號例CL-408水性淬火劑，調(diào)節(jié)濃度可以獲得不同的效果，由表3可見。假如工件用低濃度淬火易裂，可以提高濃度來改變，例如某履帶廠履帶材質(zhì)40CrB,濃度在10%時還有裂紋，等提高到15%時，裂紋完全消除，硬度正常。對于不同材質(zhì)，應(yīng)該用不同濃度，常見材料經(jīng)長期經(jīng)驗積累，一般能很準確提供使用濃度，特殊材料，可先做實驗確定。 濃度 Vmax（℃/s） Tvmax（℃） V300（℃/s） t600（s） t400（s） t200（s）
5% 170 548.5 80 003.0 004.1 009.4
10% 136 645 47 002.8 004.8 009.8
15% 125 712 35 003.0 004.1 006.0
表3：在相同溫度下，不同濃度251B的冷卻特性數(shù)據(jù)
對于同一淬火液，在相同濃度條件下，通過調(diào)節(jié)淬火液的溫度也獲得不同淬火效果。
這對于很多只有一個槽液但又要處理很多不同材料的廠子很有幫助。因為液溫提高，冷速下降，所以應(yīng)該先處理那些不易裂紋的材料先提液溫，然后再處理易裂的材料。
溫度 Vmax（℃/s） Tvmax（℃） V300（℃/s） t600（s） t400（s） t200（s）
20℃ 159 730.00 48 002.4 004.0 009.4
30℃ 136 645.00 47 002.8 004.8 009.8
40℃ 128 650.00 42 004.0 005.8 011.4
50℃ 111 629.75 40 008.8 012.6 018.4
表4：在相同濃度(10%)不同溫度下，251B的冷卻特性數(shù)據(jù)
由以上可見，通過不同手段調(diào)節(jié)，可以在水和油之間任意調(diào)節(jié)，選用251C，使用濃度高些，淬火溫度也稍高些，會獲得愈來愈趨向油的特性。
1.5水性PAG淬火劑的五大優(yōu)點
我公司PAG水性淬火劑投入市場以來，得到各界的好評，其中有私營企業(yè)，也有許多大型的國有企業(yè)及上市公司，原來這些用戶都是用油淬、水淬。歸其究竟，只要是PAG水性淬火劑有以下五大優(yōu)點：
1.環(huán)保安全。
這一點不用說大家也能夠明白，水性的產(chǎn)品本身就比油性產(chǎn)品安全環(huán)保，使用濃度一般是原液的5%-20%之間，剩下都是水，所以不會象油淬時起火、冒煙。有些熱處理廠工件大，油淬每次下去后濃煙滾滾，火苗竄很高，易發(fā)生火災(zāi)。事實上，這種原因造成重大火災(zāi)在國內(nèi)外不勝枚舉。使用本品決不會起火、冒煙。有效克服油的缺點。
2.成本低、經(jīng)濟實惠。
油價上升，越來越顯示出其優(yōu)勢，以32#機械油為例，現(xiàn)價在8800元左右。本品雖總價高，但是一般可以按1：15-1：4兌水使用，平均下來，就大大低于油的價格。
3. 比熱值較高。
其比熱值與水比熱溶相近，濃度與比熱溶成正比，比油要高很多，這一特點能為熱處理廠解決大問題。有好些用戶由于從油換到淬火劑，結(jié)果干的工件單體重量比以前大很多，日常處理量也多多了。
4.工件硬度高，變形量減少。
對很多材質(zhì)和各種類型工件，油改用淬火劑，硬度普遍提高2HRC，變形量減少。某鏈條廠鏈片用32#機械油淬火,硬度52HRC，回火硬度44HRC，拉斷力20千牛，韌性斷裂，用本淬火劑，淬火硬度55HRC，回火硬度45HRC，拉斷力20.2千牛，韌性斷裂，多方面性能都好于油淬。
5. 容性強、防腐耐用性能要好得多。
PAG類水性淬火劑比聚乙烯醇淬火劑化學忍耐性能要好很多，混入小量的酸、堿、鹽，雜質(zhì)影響不太大，并不會立即變質(zhì)，不象聚乙烯醇，特易變質(zhì)。
以上分析可見，PAG淬火劑實為質(zhì)量可靠，價格低廉，安全環(huán)保的一種新型淬火介質(zhì)，值得大力推廣應(yīng)用。
1.6PAG水性淬火劑的MSDS
用戶你好，如有需要請直接與我們聯(lián)系，13864565268。
1.7PAG水性淬火劑的工作原理
當灼熱的工件淬入PAG水性淬火劑中,即進入蒸汽膜階段,介質(zhì)冷卻速度稍慢;然后進入沸騰階段,介質(zhì)冷卻速度稍慢;然后進入沸騰階段,其裂度比油淬要強得多,故可獲得比油淬更高的淬火硬度和淬硬層深度;當零件附件的介質(zhì)已接近或達到逆溶點溫度(濁點),由于逆溶性這一特點會使工件周圍的PAG類物質(zhì)大量析出,形成一層保護膜附著在工件上,此時進入對流階段,介質(zhì)冷卻速度比水慢得多,有效地解決了水在低溫區(qū)(馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū))冷卻速度過大的問題,能避免工件開裂、減少畸變（變形）。繼續(xù)冷卻過程中，當工件溫度低于濁點時，包裹在工件上的PAG 類的物質(zhì)又回溶到淬火劑中（只有接觸工件表面的極少數(shù)發(fā)生分解、斷鏈，此部分與零件帶出的少量淬火劑一起為淬火時消耗）。
1.8淬火介質(zhì)所具有的特征
合適的冷卻特性;
良好的穩(wěn)定性;
冷卻的均勻性;
能使工件淬火后保持清潔,不腐蝕工件;
淬火時不產(chǎn)生大量的煙霧;
不易燃、易爆、使用安全；
1.9使用水性淬火劑淬火槽應(yīng)注意的問題
鋼板結(jié)構(gòu)或水泥結(jié)構(gòu)均可，鋼板的不用涂漆；
建議設(shè)置攪拌裝置，如干活量小可以不設(shè)置
1.10使用淬火劑濃度應(yīng)該注意的問題
濃度控制:隨著淬火溶液中水性淬火劑(PAG淬火液) 原液濃度的增加，溶液的冷卻能力明顯下降。為了保證工件淬火后既達到要求的硬度又不出現(xiàn)淬火裂紋，就必須使淬火溶液中 原液的濃度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。在生產(chǎn)現(xiàn)場可以用折光儀監(jiān)控 原液的濃度。新配制的 HY-251水溶液可用折光率讀數(shù)乘 2.5 ，即為其濃度值。在水性淬火劑（PAG淬火液）使用過程中，折光率讀數(shù)會受到系統(tǒng)污染的影響。為保證對槽液濃度的良好控制，應(yīng)酌情定期取樣測定運動粘度等性能以校正現(xiàn)場濃度值。
1.11使用淬火劑應(yīng)注意的溫度方面的問題
溫度控制:淬火溶液的溫度和冷卻性能有一定關(guān)系。推薦最佳溶液溫度為 30-40 ℃，應(yīng)不高于55 ℃。為了保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，建議將淬火溫度控制在盡量窄的范圍內(nèi)。槽液淬火前后的溫升也一般不要大于 10 ℃。最好配備冷卻循環(huán)散熱成套裝置，如冬天室溫過低，淬火前應(yīng)考慮加熱槽液或適當提高濃度。
1.12折光儀的使用方法
使用方法是掀開蓋板(白色的)，取試液數(shù)滴放在鏡面上，合上蓋板,讀數(shù),如右１圖,右邊的讀數(shù)乘2.5即為濃度值。值得一提的是，在使用前一定要讓折光儀的讀數(shù)歸0，這方面的知識以后會講到。
1.13確定使用淬火液以后,淬火槽如何確定它的大小及冷卻系統(tǒng)？
下面結(jié)合新的客戶的案例,來說明一下使用PAG淬火劑剛開始建淬火槽的應(yīng)該注意的問題.
首先, 需要清楚問題的根本在于使用PAG淬火劑跟油與水相比,最大的特點是因為使用淬火劑的最佳溫度不易超過55℃，很多客戶在使用時在55℃-65℃問題也不大，但是不能超過74℃。因為超過74℃淬火劑就會逆溶析出。（所謂逆溶性指物質(zhì)在水中溶解度隨溫度的升高而降低，達到一定74℃后，就析出不溶的特性）。
客戶工件的大小是2噸，兩個加熱爐，8小時出1爐，（說明最多同時出爐2件，即4噸），連續(xù)淬火。一般來說，在熱處理行業(yè)里常識如果工件是2噸，將以10倍的大小來建淬火槽。
以客戶建淬火槽40噸為例，鐵的比熱溶是0.46*103焦/千克,淬火劑的比熱溶與水接近，4.18*103焦/千克。 根據(jù)Q=cm△t，是一定質(zhì)量的物質(zhì)升高或降低一定的溫度所吸收或放出的熱量。工件在出爐時的溫度一般在850℃左右，環(huán)境溫度算30℃，△t為820℃。 根據(jù)熱量交換定律，工件出爐時釋放的熱量與淬火液吸收的熱量相等，得出以下： 4T*820*0.46=40T*4.18*△t 計算得出，△t=9℃,即溫度升高了9℃，如果夏天最熱的時候天氣38℃，將此時淬火液的溫度從理論上來說是38+9=47℃，小于55℃。也就是說如果在繼續(xù)干 4噸活的話，問題也不大47+9=56℃。所以得出，像這個客戶，8小時出一爐，以后淬火液溫度就會降低，如果在這種工作狀態(tài)下，根本就不需要冷卻系統(tǒng)。
如果以后干活量增大可以考慮上冷卻系統(tǒng)或者用兩個淬火槽來回循環(huán)。 上冷卻系統(tǒng)，也有兩種方法。一種是用熱交換器，一種是用冷卻塔。前者的費用能高些，但是效果好。但只要明白加冷卻系統(tǒng)的目的，及充分利用熱能定律，就能很好的處理使用淬火液的溫度問題了。
1.14夏天淬火液的維護問題？
在維護方面，需要注意的一點是，特別是夏天如果三兩天不干活，最好一天開一次攪拌，見光。另外我公司也會免費給客戶提供防腐劑。
1.15小工件在用淬火液做實驗時，需注意的問題？
很多客戶在選用淬火液這種介質(zhì)淬火之前，都會安排實驗。有一些生產(chǎn)諸如鏈條等用戶，因為件很小，一般會選擇用一個小桶做為淬火槽來配液，加熱出爐的工件直接丟在里面，很快就下沉到桶底，時間很短，像這種情況往往做實驗硬度降低甚至不如油，達不到要求，究其原因是由于工件進入淬火液后大約3秒的時間就沉到桶底，熱量散發(fā)不出來，冷速變慢，正常來說使用淬火液從出爐到降到200度以下，大約需要9秒的時間，但工件自由下降的時間過快。所以這種情況的解決方法就是，選擇比較高的桶（讓其在桶中下落的時間變長）或用個鐵絲掛著。問題就迎刃而解了。
1.16常見的淬火介質(zhì)？
水
優(yōu)點:冷卻能力較強、來源廣、價格低、成分穩(wěn)定不易變質(zhì)。
缺點:是在C曲線的“鼻子”區(qū)(500～600℃左右),水處于蒸汽膜階段，冷卻不夠快，會形成“軟點”；而在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)（300～100℃),水處于沸騰階段，冷卻太快，易使馬氏體轉(zhuǎn)變速度過快而產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，致使工件變形甚至開裂。當水溫升高，水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質(zhì)（如油、肥皂、泥漿等），均會顯著降低其冷卻能力。
適用: 截面尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻。
鹽水和堿水
優(yōu)點:在水中加入適量的食鹽和堿，使高溫工件浸入該冷卻介質(zhì)后，在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質(zhì)在高溫區(qū)的冷卻能力。
缺點:介質(zhì)的腐蝕性大。一般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。
適用: 可用作碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼工件的淬火介質(zhì)，使用溫度不應(yīng)超過60℃，淬火后應(yīng)及時清洗并進行防銹處理。
油
冷卻介質(zhì)一般采用礦物質(zhì)油（礦物油）。如機油、變壓器油和柴油等。機油一般采用10號、20號、30號機油，油的號越大，黏度越大，閃點越高，冷卻能力越低，使用溫度相應(yīng)提高。 目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三種。
高速淬火油是在高溫區(qū)冷卻速度得到提高的淬火油。獲得高速淬火油的基本途徑有兩種，一種是選取不同類型和不同黏度的礦物油，以適當?shù)呐浔认嗷セ旌希ㄟ^提高特性溫度來提高高溫區(qū)冷卻能力；另一種是在普通淬火油中加入添加劑，在油中形成粉灰狀浮游物。添加劑游磺酸的鋇鹽、鈉鹽、鈣鹽以及磷酸鹽、硬脂酸鹽等。生產(chǎn)實踐表明，高速淬火油在過冷奧氏體不穩(wěn)定區(qū)冷卻速度明顯高于普通淬火油，而在低溫馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)冷速與普通淬火油相接近。這樣既可得到較高的淬透性和淬硬性，又大大減少了變形，適用于形狀復(fù)雜的合金鋼工件的淬火。
光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在礦物油中加入不質(zhì)的高分子添加物，可獲得不同冷卻速度的光亮淬火油。這些添加物的主要成分是光亮劑，其作用是將不溶解于油的老化產(chǎn)物懸浮起來，防止在工件上積聚和沉淀。另外，光亮淬火油添加劑中還含有抗氧化劑、表面活性劑和催冷劑等。
真空淬火油是用于真空熱處理淬火的冷卻介質(zhì)。真空淬火油必須具備低的飽和蒸汽壓，較高而穩(wěn)定的冷卻能力以及良好的光亮性和熱穩(wěn)定性，否則會影響真空熱處理的效果。 鹽浴和堿浴淬火介質(zhì)一般用在分級淬火和等溫淬火中。
新型淬火劑
聚乙烯醇水溶液
原理: 當工件淬入該溶液時，工件表面形成一層蒸汽膜和一層凝膠薄膜，兩層膜使加熱工件冷卻。進入沸騰階段后，薄膜破裂，工件冷卻加快，當達到低溫時，聚乙烯醇凝膠膜復(fù)又形成，工件冷卻速度又下降，所以這種溶液在高、低溫區(qū)冷卻能力低，在中溫區(qū)冷卻能力高，有良好的冷卻特性。
優(yōu)點:價格便宜
缺點:很容易變質(zhì),特別是夏天，干活質(zhì)量不穩(wěn)定。
PAG淬火液
該PAG淬火液是由聚醚類高分子材料添加多種表面活性劑制成，由于其對水有逆溶性的特點。在熱處理得到廣泛應(yīng)用，使用本品能有效改善工作環(huán)境，提高零件的淬火質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，是一種成熟的淬火介質(zhì)。
優(yōu)點：產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，既經(jīng)濟又環(huán)保，克服了水冷卻速度快，易使工件開裂；油品冷卻速度慢，淬火效果差且易燃等缺點。
缺點:不能用于鹽浴爐。
1.17 水性淬火劑的維護與管理
淬火介質(zhì)在使用過程中都會受到污染。包括內(nèi)部和外部的污染。
1． 內(nèi)部污染: 內(nèi)部污染包括自來水的污染，生產(chǎn)中不均衡帶出引起的污染和PAG聚合物變質(zhì)產(chǎn)物的污染三類。
1.1自來水的污染。由于淬火劑在使用過程中按照比例添加自來水,成為淬火液。在淬火過程中，水會揮發(fā)，原來溶解于水中且不隨水分揮發(fā)的物質(zhì)留在淬火液中。日積月累，就造成了對淬火液的污染。但不影響冷卻性能及濃度測量結(jié)果。 自來水的污染是不可避免的。
1.2 不均衡帶出引起的污染。淬火冷卻后期，工件表面溫度下降到逆溶點附件（74℃），工件表面所沾的淬火劑原液（聚烷撐二醇），就會慢慢回到工作液中。回溶時間越長，工件的表面殘留就越少。由于聚烷撐二醇是淬火劑的主要成份，如果帶出量太多，久而久之就會引起淬火液組分失調(diào)。
解決的方法：
延長回溶時間，讓聚合物完全溶解于工作液中，當溫度低于74℃時，聚合物就會溶解于水中。
在保證工件不會淬裂的前提下加快淬火液的流速
淬火結(jié)束，工件出水前可擺動幾次。
如果個別工作表面殘留較多，也可以用清水沖洗后溶液在倒入工作液中。
1.3 PAG聚合物的穩(wěn)定性和淬火液變質(zhì)產(chǎn)物的污染。
CL-408水性淬火劑屬于一種高分子聚合物，具有很高的化學穩(wěn)定性，只有受到高于200℃以上的高溫并在有氧氣的條件下才能被氧氣分解。淬火過程中，工件表面包膜的大部分可以因為其中及其周圍的水被氣化而保持在不高于水沸點的溫度，最接近工作表面現(xiàn)象極少部分的聚烷撐二醇，有可能被加熱到更高的溫度而發(fā)生氧化分解，氧化分解產(chǎn)物的分子量很小，可全部成氣體從淬火液中跑掉，所以不會對淬火液產(chǎn)生影響。
2.外部污染
外部污染主要有工件帶入的氧化皮、灰塵、油類等。氧化皮等比重≥水的不溶物(淬火液密度與水相當)，溶入槽底，其存在一般不影響濃度測定和冷卻特性，只要定期過濾去除，就能保證正常生產(chǎn)。
對于外來污染，比較難處理的就是油。油污染通常來自工件上的切削液、設(shè)備的潤滑及液壓油等，由于油密度比水小。所以油一般都會浮在表面或乳化到水溶液中。浮在表面的油不影響淬火液的冷卻特性，但可能防礙操作和濃度測量。當受到比較強烈的機械攪動或淬火液中帶進了肥皂和洗滌劑時，這些油就容易被乳化到淬火液中。乳化進去的油一般不影響淬火液的濃度測量值，但會稍微增大低溫時的冷卻速度，因而有可能因油污細菌分解而變臭，同時淬火液變黑。經(jīng)驗表明，由于污染引起的發(fā)臭和變黑都不影響淬火液的冷卻特性，也不影響測量結(jié)果。
淬火液消除油污染的方法是，首先設(shè)法不讓油進入淬火液中，然后是及時清除淬火液上面的浮油，最后是打破油的乳化狀態(tài)并加以清除。
