PAG类淬火介质在H13钢芯棒淬火冷却过程中的应用.pdfVIP

第 39卷第 5期 现 代 冶 金 Vo1．39 No．5 2011年 lO月 ModernMetallurgy 0Ct．2011 PAG类淬火介质在H13钢芯棒 淬火冷却过程中的应用 王 辉 ，卢守栋 ，占中杰，陈荣伟，王静妹 (宝钢集团常州轧辊制造公司，江苏 常州 213019) 摘要 ：采用PAG类淬火介质对H13钢芯棒用进行淬火处理工艺，可提高材料硬度均匀性及力学性能，其淬火冷却 时间与工件直径存在一定 的关系。 关键词 ：PAG淬火介质；H13钢 ；性能 中图分类号 ：TG156．32 以很好地防止了淬火过程中的变形开裂倾 向，且是 引 言 一 种无污染、环保 的水基有机溶液 ，所以得到了广泛 应用。本文介绍了PAG类水溶性淬火介质在H13热 由于H13钢具有 良好 的韧性和耐冷热疲劳性 ， 作模具钢淬火工艺中的应用。 在热轧芯棒等轴类零件中得到了广泛应用 。此外，由 于HI3钢中合金含量高 ，在空冷下即可淬透 。传统淬 1 PAG水溶性淬火液 火工艺通常采用32机油为淬火介质 ，以降低冷却 宝钢集团常州轧辊制造公司 (以下简称 “常州轧 速率 、控制淬裂倾向。但用机油淬火 ，会产生大量油 辊”)生产中采用了某公司PAG类淬火液，该淬火介 烟 ，严重污染环境 ，且易造成火灾 。而水溶性淬火介 质为热模具钢专用环保型水溶性淬火剂 。其性能参 质由于其具有高温冷速快、低温阶段冷速慢特点，可 数如表 1所示 。 表 1 淬火液参数 对于PAG类淬火介质而言 ，介质浓度在 15 以 热作用一直可以保持到低温 。另外 ，低温阶段 时聚合 下时 ，随介质浓度增大冷却速度增加 。这是 因为聚合 物大分子运动缓慢 ，流动性差 ，对流热传导效果弱 。 物分子对金属表面的浸润作用 ，能使单质水的蒸汽 由于这两个原因，使金属工件的低温冷却阶段 ，即马 膜厚度减小甚至不能形成 ，因而提高了冷却速度。介 氏体相变阶段的冷却速度不大，因而可 以减小组织 质浓度大于 15 以上时，随介质浓度增加冷却速度 应力 ，防止工件淬裂 。 下降。这是 因为水溶液浓度越大 ，在金属表面形成聚 图】为PAG类水溶性淬火液同传统32机油淬 合物隔膜越厚 ，隔热作用越明显，而且冷却最剧烈的 火冷却特性 曲线 。从 图l中可以看 出，在高温冷却阶 泡状沸腾只发生在隔离膜的外表面液体介质中，不 段 ，水溶性淬火液冷却速度明显快于32机油 ，且在 与金属表面直接接触 ，因而降低了冷却速度。 低温冷却阶段保持了与32机油相当的冷却速度 ， 低温阶段冷却速度小。这是 因为金属 (工件)表 这样既可以防止高温冷却 阶段组织向珠光体及贝氏 面形成 的隔离膜 ，要在金属表面温度低 于逆熔 点 体转变，又可减小低温阶段马氏体转变过程 中变形 8O℃以下时，才能向介质 中回溶完 。因此隔离膜 的隔 及开裂倾向。经前期试验，确定H13钢的PAG淬火 收稿 Et期 ：2011-08一l0 作者简介 ：王 辉(1985一)，男，助理工程师 。E—mail：ylkh．ylkh@yahoo．com．cn 第 5期 王 辉 ，等：PAG类淬火介质在H13钢芯棒淬火冷却过程中的应用