热处理淬火冷却技术（二）

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    3 改进已有介质，以扩展它们的适用范围。
    比如，纯净水的适用范围窄。水中溶解适量的盐或者碱，配成盐水或碱水后，可以扩大水的使用温度上限和下限；而且可以获得更快的高温冷却速度和浓度较高时稍慢的低温冷却速度。 
    4 开发适用范围更宽的液态淬火介质。
    在关于液态淬火介质的选择方法的文章中，已经得出了这样的结论“对于淬火用油，一般说，蒸汽膜阶段越短，冷却速度越快，适用的工件和钢种就越多。对于水溶性介质，在保持蒸汽膜阶段较短的前提下，介质的300℃冷却速度越低，适用的工件和钢种也就越多”。几年前有人宣传介绍过的“多级淬火油”，说是能“在低温时是快速淬火油，提高温度使用又是热油”的油品。无疑，其出发点是对的。可能是没有考虑到油温改变对油的粘度的影响，实际使用中，大多得不到预期的效果。 
    5 在一个车间配备多种不同适用范围的淬火介质，以满足不同工件的需要。
    比如，配备3～5种淬火油和2、3种不同浓度的水性淬火介质。又如，有些网带炉，通过配备可互换的两个淬火槽，一个装快速淬火油，一个装水性淬火介质，从而大大增加了该炉型的处理工件的范围。就是这方面的例子。 
    6 配合使用液态以外的淬火冷却介质，或者多种物态混和成的淬火介质，来获得不同的冷却特性。
    比如，流态炉淬火冷却、喷雾淬火和浆状介质淬火冷却等。 
    7 调节液温和相对流速，以扩大液态介质的适用范围。
    在介质品种和浓度不变的情况下，现场热处理工作者还可以通过调节液温和相对流速来扩大介质的适用范围。在上文已经讨论了这些因素的影响规律。下面再介绍一种叫做摆停结合的淬火方法，用了说明调节工艺参数在热处理生产中的作用。
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图2 摆停结合技术得到不同冷速曲线的示意图

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    汽车板簧通常用淬火机淬火。为了提高淬火冷却速度和改善冷却的均匀性，淬火机可以夹持着工件在淬火液中来回摆动。利用板簧淬火机的摆动功能，我们在板簧厂推广过一种叫做“摆停结合技术”的淬火方法。虽然使用的是同一的淬火介质，通过调节摆动次数，可以获得完全不同的淬火冷却效果。图2是摆停结合调节冷却速度的示意图。如果以不同的冷却速度曲线代表不同的淬火介质，摆停结合技术就把一种介质变成了几种不同冷却速度的多种介质。这无疑是扩大液态淬火介质适用范围的一种有效方法。 
    上世纪90年代中，某汽车板簧厂在普通机油中淬材质为60CrMnBA，中间最大厚度17mm，两端最薄处7.5mm的载重汽车变截面板簧时，曾经发生过不少淬裂问题。也就在那段时间，在成都飞力弹簧厂的板簧生产线上，用15％PAG水溶液却又成功地处理了同样的变截面板簧，淬、回火硬度以及金相组织全部合格，经严格探伤检查都未发现任何淬火裂纹。 

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图3 普通机油与15%今禹8-20的冷速对比

图4 普通机油静止、搅动的冷速对比

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图5 15%今禹8-20不搅动与普通机油搅动的冷速曲线对比 

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    图3是普通机油和所用15％的今禹8-20的冷却特性对比。仅凭图3的冷却速度曲线，热处理行家也难以相信上述结果的。实际上，上述变截面板簧在普通机油中做淬火冷却时，所用淬火机一直在不停地摆动。而在上述PAG水溶液中淬火时，淬火机却始终保持在停止不动的状态。图4是上述普通机油中探棒静止不动，以及始终摆动状态下测出的两条冷却速度曲线。可以看出，摆动可以加快冷却效果。再把静止状态检测出的15％PAG淬火液的冷却速度曲线与摆动状态测出的普通机油的冷却速度曲线画在同一张图上，如图5。容易发现，摆动中普通机油的低温冷却速度比静止的15％今禹8-20水溶液的要快。这是在普通机油中淬裂而在冷却速度更快的水溶液中未淬裂的原因。