專利名稱：：環(huán)保型水溶性淬火液的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種環(huán)保型水溶性淬火液，適用于碳鋼和合金鋼工件的淬火，屬于淬火介質
技術領域：
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背景技術：
：彈簧在熱處理生產過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分鋼種如使用油冷卻，其淬透性差，淬火硬度較低，晶粒度檢查達不到標準的要求。而產品質量的提高與熱處理質量有著密切的關系，由于油的冷卻速度慢，難以滿足淬透要求。而采用水冷卻速度快，工件易淬透但容易產生裂紋。對同一批次的材料按正常的熱處理方法進行同等的熱處理，再分別采用水和油兩種淬火介質的冷卻，經(jīng)過對金相組織、晶粒度級別，表面硬度，芯部硬度及其抗拉強度、沖擊韌性等多項測試的對比，可以看出，采用油介質淬火的材料芯部明顯產生了針狀和塊狀鐵素體；而采用水性介質淬火的材料芯部未出現(xiàn)明顯針狀和塊狀鐵素體，油淬材料的金相為60%的回火屈氏體，而水淬材料的金相為75%以上的回火屈氏體，對比試驗后，水淬火明顯優(yōu)于油淬火，但也有缺陷，不能控制和達到理想的要求。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型水溶性淬火液，解決現(xiàn)有采用油介質淬火的材料芯部明顯產生針狀和塊狀鐵素體，金相為60%的回火屈氏體，而水淬材料的金相為75%以上的回火屈氏體，對比試驗后，水淬火明顯優(yōu)于油淬火，但有缺陷，不能控制和達到理想的要求；通過本發(fā)明既能滿足材料的淬透性又能控制材料的淬透性而使材料不產生裂紋。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種環(huán)保型水溶性淬火液，其特征是，所述的淬火液由水、氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉組成，配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉溶解在水中，其質量百分比氯化鈉為913%，氯化鉀為815%，硝酸鈉為710%，余下為水及其雜質。所述使用淬火液的工件淬火溫度為800870°C。所述淬火液的溫度為2070°C。本發(fā)明是對以水為淬火介質的改進，在水中加入溶解一定配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉，當高溫工件浸入該冷卻介質后，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，這樣可以提高介質在高溫區(qū)的冷卻能力，本發(fā)明適用作為碳鋼及合金結構鋼工件的淬火介質；通過調整水溶液的濃度，可在很大范圍內調整其冷卻能力，可以得到近于水，或介于水、油之間，以及相當于油或者更慢的冷卻速度，以滿足不同材料和工件的淬火要求；本發(fā)明水性淬火劑無毒，無煙，無腐蝕性，不燃燒，使用安全，無環(huán)境污染；用本發(fā)明取代機油淬火可降低工藝成本約80%，且工4牛清潔衛(wèi)生，有一定防銹能力；用本發(fā)明淬火時，初淬階段冷速較快，在沸騰階段則冷速漸慢，有利于得到馬氏體，當進入對流階段，其冷卻能力比水要慢得多，從而可以減少工件淬火變形和開裂傾向。具體實施例方式結合實施例進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明由水和水中加入一定配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉組成；其質量百分比氯化鈉為913%，氯化鉀為815%，硝酸鈉為710%，余下為水及其雜質；使用本淬火液的工件淬火溫度為800870°C;淬火時本淬火液的溫度為2070°C。使用本發(fā)明時，根據(jù)鋼種調整溶液的濃度和溫度，配制成冷卻性能滿足要求的水溶液，它在高溫階段冷卻速度接近于水，在低溫階段冷卻速度接近于油。實際操作中，在水中加入配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉，質量百4分比分別為氯化鈉10%，氯化鉀10%15%,硝酸鈉10%，使高溫工件浸入該冷卻介質后，在蒸汽膜階段析出鹽的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質在高溫區(qū)的冷卻能力，可用作碳鋼及合金結構鋼工件的淬火介質。用本發(fā)明水溶性淬火液測定了端淬試樣離水冷端不同距離處冷至不同溫度時的冷卻速度。因此，也可以把離水冷端不同距離標成冷卻速度。如果測定出不同直徑鋼棒在不同淬火溫度的淬火介質中冷卻時的速度，就可以根據(jù)鋼的端淬曲線來選擇熱處理冷卻介質。利用理想臨界直徑可以很方便地將某種淬火條件下的臨界直徑，換算成任何淬火條件下的臨界直徑，實際臨界直徑與淬火溫度的關系.利用該關系即可完成上述任務。圓鋼按GB/T225進行末端淬透性試驗，離試件淬火末端一定距離的洛氏硬度值按表1的規(guī)定進行試驗。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在本發(fā)明的水溶性淬火液中，工件在淬火介質中迅速冷卻時，由于工件具有一定尺寸，熱傳導系數(shù)也為一定值，因此在冷卻過程中工件內沿截面將產生一定溫度梯度，表面和心部存在著溫度差，所以本發(fā)明寸吏用及范圍(見表2)即可解決表面冷卻快，內外溫差最大的溫差區(qū)域，防止工件的變形和開裂。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>水溶液淬火工藝的應用1)、水溶液循環(huán)快速加熱淬火淬火、回火鋼的強度與奧氏體晶粒大小有關，晶粒愈細，強度愈高，因而如何獲得高于10級晶粒度的超細晶粒是提高鋼的強度的重要途徑之一。鋼經(jīng)過a—y—a多次相變重結晶可使晶粒不斷細化；提高加熱速度，增多結晶中心也可使晶粒細化。循環(huán)快速加熱淬火即為根據(jù)這個原理獲得超細晶粒從而達到強化的新工藝。例如45鋼，在815'C的鉛浴中反復加熱淬火4一5次，可使奧氏體晶粒由6級細化到1215級；又如20CrNi9Mo鋼，用3000赫芝200千瓦中頻感應加熱裝置以11°C/s的速度加熱到760°C，然后水淬，使os由960MN/m2增加到1215MN/m2，氣由1107MN/m2,增加到1274MN/m:，而延伸率保持不變，均為亂2)、水溶液高碳鋼低溫、快速、短時加熱淬火高碳鋼件一般在低溫回火條件下，雖然具有很高的強度，但韌性和塑性很低。為了改善這些性能，目前采用了一些特殊的新工藝。高碳、低合金鋼，采用快速、短時加熱。因為高碳低合金鋼的淬火加熱溫度一般僅稍高于Acl點，碳化物的溶解、奧氏體的均勻化，靠延長時間來達到。如果采用快速，短時加熱，奧氏體中含碳量低，因而可以提高韌性。例如T10V鋼制鑿巖機活塞，采用72(TC預熱16分鐘，850。C鹽浴短時加熱8分鐘淬火，22(TC回火72分鐘、使用壽命由原來平均進尺500m提高至4000m。如前所述，高合金工具鋼一般采用比Ac，點高得多的淬火溫度，如果降低淬火溫度，使奧氏體中含碳量及合金元素含量降低，則可提高韌性。水溶性淬火液適用范圍這種介質在感應加熱淬火冷卻方面獲得比較廣泛的應用，多用于碳素鋼、合金鋼的高頻、中頻淬火冷卻。此外，還可將本淬火劑用于整體6加熱工件的淬火。例如50CrVA、51CrV4、52CrMoV4、60Si2CrVA、60Si2CrA、60Si2MnA等鋼制件的淬火。水溶性淬火液注意事項(1)濃度控制為了使水溶性淬火液的濃度穩(wěn)定在需要的范圍內，一般采取定期補充合成淬火劑原液的辦法控制介質濃度，具體時間要根據(jù)使用的頻率根據(jù)經(jīng)驗而定。(2)溫度控制-水溶性淬火液的使用溫度應控制在207(TC以內，可采用冷卻水冷卻或將淬火液循環(huán)冷卻的方法進行溫度控制.權利要求1、一種環(huán)保型水溶性淬火液，其特征是，所述的淬火液由水、氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉組成，配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉溶解在水中，其質量百分比氯化鈉為9～13％，氯化鉀為8～15％，硝酸鈉為7～10％，余下為水及其雜質。2、根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保型水溶性淬火液，其特征是，所述使用淬火液的工件淬火溫度為800870°C。3、根據(jù)權利要求1所述的環(huán)保型水溶性淬火液，其特征是，所述淬火液的溫度為2070°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種環(huán)保型水溶性淬火液，適用于碳鋼和合金鋼工件的淬火，屬于淬火介質
技術領域：
，本發(fā)明是在以水為淬火介質基礎上的改進，在水中加入溶解一定配比的氯化鈉、氯化鉀和硝酸鈉，當高溫工件浸入該冷卻介質后，在蒸汽膜階段析出鹽的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質在高溫區(qū)的冷卻能力，通過調整水溶液的濃度，可以得到近于水，或介于水、油之間，以及相當于油或者更慢的冷卻速度，以滿足不同材料和工件的淬火要求；本發(fā)明水性淬火劑無毒，無煙，無腐蝕性，不燃燒，使用安全，無環(huán)境污染；用本發(fā)明取代機油淬火可降低工藝成本約80％，且工件清潔衛(wèi)生，有一定防銹能力。文檔編號C21D1/56GK101665863SQ20091003597公開日2010年3月10日申請日期2009年10月15日優(yōu)先權日2009年10月15日發(fā)明者鞏曰道申請人:揚州恒旺五金機械有限公司