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福斯：新型聚合物安全淬火介質將成為石油產品的替代品

2014-11-05 16:37:49 來源：福斯作者：中國潤滑油網瀏覽次數：2320

字號：T|T

摘要：Thermisol QZS 系列拓寬了更廣的應用范圍。在包括感應淬火的熱處理方式中，可加工的材料從非合金（如機鋼和滲碳鋼）到高合金（如工具鋼）。福斯的產品不僅用于各種鋼材料的淬火，也可用于鋁合金材料的淬火。速率和生成的硬度取決于濃度，典型濃度為5-15%.

據近期的新聞報道，由于許多工業爆炸和起火，造成大量機器的操作人員的傷亡，釀成慘劇。當地政府和國家相關部門要求采取更加嚴格的預防措施。例如油性淬火系統常暴露于表面溫度非常高的工件，使得目前許多使用大型油槽的工廠正在積極尋找水性的淬火介質，而使用含有聚合物的淬火介質用于高溫金屬的熱處理更為安全，從而可以降低工人在易燃油槽旁工作的危險。水性淬火介質產品的優勢在于不易燃，低油霧，降低車間污染和節約資源。出于這種原因，含有聚合物的水性淬火介質，已成為福斯發展的方向。新一代的水性淬火油，有著適中的冷卻速率、較低濃度和更好的經濟性，適用于傳統的淬火的工藝。

現有的淬火介質

目前市場上大多數的水溶性的淬火介質都是基于PAG和PVP，這兩種聚合物的使用都可以降低僅使用水時的冷卻速度。這樣，可以避免由于驟冷而造成金屬爆裂或變脆。熱的工件表面形成的蒸氣膜會降低成形加工的冷卻速度。含有不同聚合物的淬火液，會形成不同的蒸汽膜，具有不同的淬火特點。

- 聚醚/聚烷氧基醇PAG，含PAG聚合物的淬火介質的逆溶點是63-85℃，在此溫度中間液體會出現白色絮狀物。保持較高濃度，可形成穩定的蒸汽膜（或者產品懸浮膜）。在馬氏體形成的溫度區間內，極限的淬火速率是200-350℃。

PAG 膜沸騰階段（20%濃度）

- 聚乙烯基吡咯烷酮PVP含有PVP聚合物的淬火介質有著更為穩定的蒸汽膜，更適宜的冷卻速度，有著更適宜的形成馬氏體溫度范圍。且冷卻速度與使用淬火油類似，因此在許多情況下，含PVP聚合物的淬火介質可以代替淬火油，并具有更好的安全性。

PVP膜沸騰階段

聚合物的濃度對于淬火油性能的影響

隨著淬火溶液中濃度的增加，溶液的冷卻能力明顯下降。通過影響蒸汽膜沸騰階段和馬氏體轉變溫度時的淬火特質來實現降低淬火速率，右表的淬火曲線是兩種聚合物的在不同濃度下的冷卻曲線。

聚合物的溫度對于淬火油性能的影響

提高流體溫度可以顯著降低聚合物溶液的冷卻速率。淬火溶液的溫度和冷卻性能有一定關系。含有PAG的淬火油，由于有較低的溶解度，溫度范圍十分有限，一般的應用溫度范圍為25-40℃。

另外一方面，PVP聚合物可以應用于較寬溫度范圍。如右表所示，這些產品可以應用到70℃的溫度。

急需含有新型聚合物淬火介質代替現有淬火油

在低溫條件下，含有PVP的聚合物淬火介質表現出來適宜的冷卻速度，通常僅適用于油淬火的材料。由于一般的含有PVP聚合物的淬火介質存在蒸汽膜，在處理高合金材料時，需要較高的濃度。這將使得含有PVP聚合物的淬火介質成本更高，同時在淬火后的工件表面有淬火劑殘留。如果含有PVP聚合物的淬火介質的蒸汽膜破裂，也會引起不均勻的冷卻及工件在水溶性溶液中的劇烈反應?；谝陨显颍覀冮_發出了新一代的含聚合物淬火產品。

新一代含聚合物的淬火油

福斯開發了新一代的含聚合物的淬火油，來代替與含PVP聚合物類似品質的淬火油產品。由于進行了一些改進，消除了之前PVP產品的缺點。測試結果表明本產品系列產品彌補了水溶性PAG產品冷卻性能與高性能淬火油之間的空缺。由于使用這類新型聚合物介質，現在可以在濃度為5%-7%的情況下來處理高合金材料。其積極的作用包括大大降低聚合物的沉淀，降低析出損耗，從而為客戶節約大量成本。甚至不同的濃度，還可以適用于工具鋼。