熱處理淬火油選擇原則與方法

1.熱處理冷卻曲線

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，其中加熱是為了讓珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變，保溫是完全奧氏體化，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度，因冷卻速度不同而分別轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w、貝氏體、馬氏體或混合組織。通常淬火時(shí)希望得到馬氏體，淬火之后進(jìn)行回火時(shí)根據(jù)回火溫度的不同分別得到回火馬氏體（低溫）、托氏體（屈氏體，中溫）、索氏體（高溫）。共析鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖1所示，基本反映了共析鋼在不同溫度下轉(zhuǎn)變需要的孕育時(shí)間和轉(zhuǎn)變完成時(shí)間及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。

實(shí)際熱處理生產(chǎn)中除分級(jí)等溫淬火工藝外連續(xù)冷卻的情況為多。淬火需要得到馬氏體組織速度必須大于臨界冷卻速度，零件表面冷卻速度一般大于心部冷卻速度。淬火油的選擇原則之一：淬火既想得到馬氏體，冷卻速度必須大于臨界冷卻速度，又要考慮減少變形，防止裂紋，冷卻速度必須適中，不可過大。如圖2所示。

2.理想淬火方法

根據(jù)鋼冷卻轉(zhuǎn)變規(guī)律，希望在臨界區(qū)域溫度時(shí)冷卻速度大，盡快通過C曲線的鼻子區(qū)域，以免轉(zhuǎn)變成珠光體或貝氏體組織，在馬氏體轉(zhuǎn)變開始的危險(xiǎn)區(qū)域，冷卻速度必須慢下來以減少組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生組織應(yīng)力引起的變形甚至裂紋。雙液淬火先在水中淬火然后轉(zhuǎn)到油中冷卻的道理即是如此。單液淬火即要求冷卻介質(zhì)具備這樣的冷卻特性：臨界區(qū)域溫度時(shí)冷卻速度快，危險(xiǎn)區(qū)域溫度時(shí)冷卻速度要慢下來。淬火油的選擇原則之二：高溫時(shí)快冷低溫時(shí)慢冷，兼顧硬度與變形的要求。如圖3所示。

3.淬火油冷卻曲線

熱處理淬火油需要具備上述冷卻性能，在臨界區(qū)域溫度零件冷卻速度快，在危險(xiǎn)區(qū)域溫度零件冷卻速度要慢下來。圖4為好富頓MT355淬火油在不同油溫下的冷卻特性曲線，顯示了試樣冷卻時(shí)間，冷卻速度與溫度的關(guān)系，表示淬火油在不同溫度時(shí)的冷卻能力。

4.硬度要求與變形影響

不同材料的臨界冷卻速度不一樣，零件使用時(shí)的硬度要求也不一樣，零件的精度、控制變形要求也不同，這就需要根據(jù)硬度要求和控制變形的工藝技術(shù)要求的實(shí)際情況，選擇冷卻速度適當(dāng)?shù)拇慊鹩汀４慊鹩痛_定選用后，通過控制原材料（零件材料和油品材料）的質(zhì)量與選擇調(diào)整淬火溫度、油溫、攪拌冷卻速度與時(shí)間，入油時(shí)間等各項(xiàng)控制措施，結(jié)合淬火后的回火工藝，回火溫度，回火時(shí)間參數(shù)試驗(yàn)來滿足零件的硬度要求和金相組織要求，通過熱處理工藝過程參數(shù)調(diào)整與控制及與機(jī)加工的冷熱協(xié)調(diào)，控制熱處理變形在合理范圍內(nèi)。

5.熱處理淬火油的選擇方法

前面從熱處理淬火工藝出發(fā)提到淬火油選擇原則：淬火油冷卻性能必須在達(dá)到要求的硬度（冷卻速度要求快）和絕不允許產(chǎn)生裂紋，控制熱處理變形在合理的最小范圍內(nèi)（冷卻速度要求慢）兩者之間找到一種最佳結(jié)合，而這個(gè)矛盾的冷卻速度要求是對(duì)不同溫度區(qū)間提出的要求，這就為熱處理淬火油的研制提供了一種方向。鑒于檢測條件限制，以前在工廠的熱處理生產(chǎn)實(shí)踐中我們只能根據(jù)通用知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)對(duì)淬火介質(zhì)作一個(gè)大致的范圍選擇然后用試驗(yàn)來驗(yàn)證。冷卻特性儀的廣泛運(yùn)用正是提供了一種檢測工具分析手段，為我們優(yōu)化淬火油的科學(xué)選擇，分析對(duì)比給予幫助。我們可以有條件檢測或委外檢測或要求油品公司提供淬火油冷卻特性檢測數(shù)據(jù)報(bào)告，為淬火油的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)上述方法，符合使用要求的淬火油有很多種。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和公司品質(zhì)政策，對(duì)符合冷卻性能要求的淬火油還要進(jìn)行其它技術(shù)指標(biāo)對(duì)比和綜合比較，從中篩選出最適合的。淬火油的穩(wěn)定性與抗氧化性，冷卻性能的重復(fù)性與再現(xiàn)性、光亮性、安全、成本都是需要考慮的因素。