普通淬火油与机械油冷却性能分析比较

发布时间：2013-08-15 浏览次数：661

高铁生
（沈阳大学理学院，辽宁　沈阳　110044）

　　摘　要：对普通淬火油和机械油的Z大的冷却速度所在温度、冷却能力、冷却特性以及300~200℃冷却速度、淬火油的理化指标、使用安全性、环境污染情况、使用寿命长短、经济效益好坏、淬火质量效果等方面进行详细地比较。结果表明，普通淬火油在实际生产中各个方面的性能远远超出机械油，用普通淬火油代替机械油势在必行。
　　关键词：Z大冷速：特性点；冷却能力；冷却特性
　　机械行业迅速发展促使装备制造业的兴起和与市场接轨，对机械零件的淬火质量要求越来越高，这直接关系到产品的使用性能及寿命，因此严格控制淬火质量就成为提高产品质量的关键。零件淬火后常出现的质量问题，如硬度不足、软点、屈氏体超标、变形、组织过热、开裂等缺陷，在很大程度上是由于淬火介质使用不当所致[1]。实践证明，凡是根据零件的材料、形状、尺寸选择合适的淬火油，零件的淬火质量就会有很大的提高。日本热处理专家大和重雄提出“热处理就是加热和冷却的加工过程，以两者的重要性而论，加热只占二成，冷却则要占八成，这就是热处理的二八规则”。冷却是非常重要的一个环节，冷却介质是关键因素。但这个问题没有得到广泛重视，目前在工厂中仍然大量使用机械油代替淬火油，一方面出于成本考虑，另一方面是由于习惯。因而热处理工作者只能在现有条件下，通过调整工艺参数，如提高淬火温度、延长保温时间、减少装炉量等措施，同时带来淬火质量的隐患，因而淬火质量、淬火缺陷的问题始终得不到彻底解决。
　　1　机械油与普通淬火油
　　1.1 机械油
　　我国使用矿物油作为淬火油开始于20世纪50年代，机械油是首选淬火油，现在叫“全损耗系统用油”。由于机械设备种类很多，起的作用也各不相同，所以，要求润滑油的品种也是很多，这类润滑油的主要作用是润滑与冷却。机械油是属第二类（包括高速机械油）。热处理用机械油的旧牌号有HJ10、HJ20、HJ30等，按工艺规定淬火使用温度为20~60℃；热处理常用N15（相当于HJ10）和 N32（相当于HJ20-HJ30）；N22相当于HJ20。淬火油使用旧标准（JB/T6955-1993）中仍有N15及N32机械油，而新标准中N15、N32已经不列入淬火油使用范围，但问题是仍被广泛使用。
　　1.2 普通淬火油
　　我国研制以矿物油为基的普通淬火油，是从20世纪70年代开始的，研制单位是大连石油化工厂研究所和天津热处理研究所，该研究成果填补了我国空白，可生产普通淬火油，快速淬火油等系列产品，经过近30年的实践证明，国产淬火油已接近或赶上进口淬火油，而价格却低很多。热处理使用的普通淬火油是在机械油基础上加入各种添加剂（常用催冷剂、光亮剂、抗氧剂、工业助剂、热处理油质改进剂）， 使其性能适用于材料热处理冷却转变特点。
　　2　普通淬火油与机械油性能比较
　　2.1 普通淬火油与机械油理化质量比较

 

表1 普通淬火油与机械油理化质量比较

　　2.2 普通淬火油与机械油比较
　　2.2.1 Z大冷速及所在温度

 

表2 Z大冷速及所在温度

　　2.2.2 冷却能力及冷却特性比较

表3 普通淬火油与机械油冷却能力及冷却特性

　　由于普通淬火油加入了抗氧化剂，故抗氧化、抗老化性能好，使用寿命是机械油的6倍左右。普通淬火油闪点>180℃，燃点>200℃，高于N15低于N32，酸值、残炭相差不大，但普通淬火油光亮性优于机械油。
　　通过对比可以看出，普通淬火油的理化指标全面超过机械油，在不同油温下的冷却性能较稳定，具有粘度低、闪点高、光亮性好、油品不易挥发、寿命长等优点，可大大减少排放量，同时减轻环境污染，改善劳动环境利于环保[2]。
　　普通淬火油淬火比机械油淬火可得到更深的硬化层深度，扩大淬火油使用范围，低合金替代高合金，可降低成本，提高经济效益。进入马氏体转变区后普通淬火油冷却速度低于N15、N32机械油；按工艺规定机械油淬火的使用油温为20~60℃，而普通淬火油的使用油温为20~100℃，提高使用油温将大大降低零件的淬火组织应力，有利于减少开裂及畸变倾向。
　　3　结论
　　（1）普通淬火油的理化指标全面超过或好于机械油，普通淬火油的闪点高、不易起火，从而降低了火灾的危险，使用安全性提高。
　　（2）普通淬火油的Z大冷速远高于机械油，其淬透性好，淬硬性高，可以更好地满足产品的性能要求。
　　（3）普通淬火油使用寿命比机械油长，可大大减少排放量，从而降低对环境的污染，同时也会降低成本，稳定淬火质量。还可扩大淬火使用范围，用低合金代替高合金，降低成本，提高经济效益。
　　（4）现用的机械油可以通过加入添加剂改造成普通淬火油和快速普通淬火油，用普通淬火油取代机械油势在必行。
　　参考文献：
　　[1]蒋志存.用专业淬火油取代机械油提高零件内在质量的技术经济分析[J].热处理技术与装备.2006.27(03): 44-46.
　　[2]陈春怀,周敬恩.矿物油淬火剂的环保问题探讨[J].环境污染与防治.2002.24(02): 117-119.

 

来源：《热加工工艺》2008年12期