两种淬火油对板簧热处理质量影响的研究（上）

HEATS

　　通过对N32机油和Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性的对比研究，以及对采用两种油进行的60Si2Mn和50CrVA钢样品淬火冷却后的组织性能分析，研究了两种油对板簧热处理质量的影响。实验结果表明，N32机油的高温冷却速度不足是其不适于有效厚度大于12mm的60Si2Mn板簧淬火的原因。而Y15-II快速光亮淬火油的蒸汽膜阶段短，高温冷却速度较快，有足够的低温冷却速度，能够满足14mm以下厚度的60Si2Mn和20mm左右50CrVA板簧淬火。

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　　用机油淬火，油质好并加上良好的摆动，才有可能使12mm厚的60Si2Mn板簧淬透，但在大批量生产，且影响因素较多的前提下，就很难达到满意的效果。虽然使用水溶性淬火液的效果也不错，但因管理环节较多，需要用一个独立的循环系统，对不同材质、不同规格产品的生产缺乏灵活性，难以应对快速多变的市场需求。为了解决以上矛盾，挖掘传统的60Si2Mn弹簧钢的潜能。本文尝试用新型的Y15-II快速光亮淬火油对较厚的60Si2Mn板簧进行淬火冷却，并与N32机油的冷却特性进行了对比。以探索适用于较厚截面的60Si2Mn板簧淬火的新型油品。

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　　1试验条件及方法

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　　新旧比例不同的N32机油和Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性试验是在油温为50℃、体积为1200ml条件下，采用IS09950国际标准进行实验，用KHR-01型冷却特性测试仪测定油的冷却特性。

　　两种钢的板簧和取材于规格为14×100的60Si2Mn弹簧钢及18×100的50CrVA弹簧钢标准拉伸试样，同时用BLl2-220型步进式加热炉加热，分别用N32机油和Y15-II快速光亮淬火油淬火冷却，油温为20-60℃。用Axiotech金相显微镜检查金相组织；用WE-30t万能材料试验机进行拉伸试验；用HB-3000型布式硬度计检查硬度。

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　　2试验结果

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　　2.1新旧比例不同的N32机油的冷却特性

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　　新旧比例不同的N32机油的冷却特性如表1所列。由表1中数据可知，虽然，旧油的Tvmax明显低于新油，但旧油的Vmax与新油接近。但是随新油量的增加，提高了淬火油V300℃，使非马氏体转变(A→B)的机会减小。因此对60Si2Mn钢的淬火，新油的综合冷却特性较好。

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　　表1 N32机油的不同成分的新旧油的冷却特性

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　　冷却速度 || 冷却速度 || 冷却时间 冷却时间 最大冷速对应的温度|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

2 z: P4 h7 s1 E0 G

　　Vmax(℃/s) || V300℃(℃/s) || t600(s) || t650(s) || Tvmax(℃)

* p3 n7 p& j# G3 J& o ' n4 j8 I3 o; R' W( ]( G# M

　　旧油 90 || 5 || 6.0 || 4.8 || 550

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　　10%新油 85 || 16 || 6.0 || 4.9 || 561

: E$ n$ ^4 [: Y" @5 b( C# M T

　　20%新油 77 || 16 || 7.5 || 6.1 || 567

% G0 [ T0 h# J" k0 N, X

　　30%新油 75 || 17 || 8.0 || 6.9 || 558

/ b4 ]; t7 X$ P% E 6 N5 ]4 ^; N/ p+ A3 [5 p3 B

　　40%新油 73 || 21 || 7.0 || 5.8 || 575 |MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

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　　50%新油 93 || 19 || 5.5 || 4.8 || 616

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　　100%新油 91 || 25 || 5.5 || 4.8 || 605

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　　注：650℃为60Si2Mn钢的A→P的鼻尖温度。

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　　2.2 Y15-II快速光亮淬火油与N32机油的冷却特性对比

　　实验获得的两种油的冷却特性参数如表2所示。通过表2的对比，可以看到Y15-II快速光亮淬火油有较短的蒸汽膜阶段，且出现最高冷却速度的温度较高，这样避免了从过冷奥氏体中先析出先共析铁索体的可能性；同时Y15-II快速光亮淬火油具有足够高的低温冷却速度，减少获得贝氏体(B)的转变量，使马氏体(M)转变充分，得到足够的淬透深度。

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　　表2 Y15-II快速光亮淬火油与N32机油的冷却特性对比

　　项 目 || N32 || Y15-II |MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

　　40 ℃运动粘度，mm2/s || 28.8-35.2 || 不大于22

　　闪点(开口)，℃ 不低于 || 170 || 180

2 B1 k" P) B, E8 u. E% ]

　　特性温度，℃ || 600 || 700

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　　最大冷速，℃/s || 61 || 101

　　最大冷速对应温度，℃ || 535 || 605

% ?! Y6 c; N! x! d+ s4 H$ f+ K

　　冷到300 ℃的时间， || 29.4 || 12.8