PAG淬火液的维护管理方法

作者：北京华立精细化工公司(102200) 张克俭

欢迎访问e展厅 展厅 3 热处理设备展厅 退火炉, 渗碳炉, 盐浴炉, 真空炉, 淬火炉, ... 现在，我们讨论如何认识和解决今禹8-20和今禹8-60淬火介质使用中的问题。这些问题包括： 如何维护和管理好使用中的淬火液？ 淬火液可能受到哪些污染？ 受污染后的淬火液如何控制淬火冷却特性？ 严重污染后的淬火液是否必须倒掉？ 能否将污染物从淬火液中去掉？ 如何减少淬火介质的带出消耗？ 这些问题将在以下讨论中加以解决。 1． 水性介质的污染及其对策 所有淬火介质在使用中都会受到污染。污染有的来自外部，属于外部污染；也有的来自淬火介质自身的变化产物，属于自身污染。淬火液受到的外来污染主要有工件带入的氧化皮、灰尘、油类等。氧化皮及其它不溶而比重更大的污染物通常沉降到淬火槽底部，其存在一般不影响淬火液的浓度测量，也不影响其冷却特性。除油外，比重相对于水或低于水的不溶物，一般也不影响浓度测量和冷却特性。它们的量多时只要定期过滤去除，就能保证正常生产。外来污染中比较麻烦的是油污染。油污染通常来自工件上的切削液、设备的润滑及液压油等。这一类油通常不溶于水。它们在淬火液中可能的存在形式有两种：浮到淬火液表面，或乳化到水溶液中。浮在表面的油不影响淬火液的冷却特性，但可能防碍操作和浓度测量。当受到比较强烈的机械搅动或淬火液中带进了肥皂和洗涤剂时，这些油就容易被乳化到淬火液中。乳化进去的油一般不影响今禹8-20和今禹8-60淬火液的浓度测量值，但会稍微增大低温时的冷却速度，因而有可能增大工件的淬裂危险。天气较热或长期保持较高液温而又较少做循环搅动时，受油污染的淬火液可能因油污被细菌分解而变臭。经验表明，由于油污染引起的发臭和变黑都不影响今禹8-20和今禹8-60淬火液的冷却特性，也不影响浓度测量结果。淬火液消除油污染的办法是，首先设法不让油进入淬火液中，然后是及时清除浮在淬火液上面的浮油，最后是打破油的乳化状态并加以清除。遇到这类问题的用户，可以与本公司联系而获得具体的解决方法。 淬火液的自污染包括来自自来水的污染、生产中不均衡带出引起的污染和PAG聚合物变质产物的污染三类。 自来水中加入淬火剂而成为淬火液。因此，自来水是这种淬火液的组分。使用中，自来水会挥发。其结果是原来以溶解形式存在于自来水中且又不能随水分挥发的物质留在淬火液中。在长期使用中，这些物质会逐渐积累起来，而造成对淬火液的污染。这种污染是所有水性淬火液所不可避免的。其中，因为过饱和而沉淀出来的部分相当于上述外来不溶物污染，一般不影响淬火液的浓度测量结果，也不影响淬火液的冷却特性。其它溶解在淬火液中的物质都会增大淬火液的折光率，因而会影响用折光率法测量的浓度值，使测量值大于实际值。使用时间越长，污染越严重，这种影响就越大。严重污染后，需要很高的折光仪浓度才能保证工件不淬裂，并因此使冷却特性不好控制，同时带出量也增大。 不均衡带出的产生与PAG的逆溶性有关。淬火冷却的末期，工件表面温度降到浊点附近，表面聚合物包膜就会从外部开始回溶进水溶液中。回溶需要一段时间。回溶时间长些，工件上残留的PAG聚合物就少些。相反，过早从淬火液中取出工件，带走的PAG聚合物就越多。某些时候，怕工件开裂而在高于淬火液浊点的温度出水，PAG的带出量就很大。由于PAG淬火剂是以PAG聚合物为主要成份，再辅以能获得其他辅助性能的添加剂而成的，因此，不管是回溶不充分还是在浊点以上温度出水，都会引起淬火液组分的不均衡：组分中PAG聚合物比例减少，其他组分的比例就相对增多。我们把这种变化归入自污染。 生产今禹8-20和今禹8-60淬火剂的聚合物具有很高的化学稳定性，只有受到高于200℃以上的高温并在有氧气存在的条件下才被氧化分解。淬火过程中，工件表面包膜的大部分可以因为其中及其周围的水被气化而保持在不高于水沸点的温度，最接近工件表面的极少部分PAG有可能被加热到更高的温度而发生氧化分解。氧化分解产物的分子量很小，可全部成气体从淬火液中跑掉，不会对淬火液造成污染。 一般说，可以通过维护管理基本防止外来污染的影响。自来水污染是不可避免的。不均衡带出造成的有效成份减少，可以通过让工件表面的聚合物充分回溶来减慢它的进程和影响。 2． 如何减少淬火剂的消耗 PAG淬火液的消耗，实质上应当指其中的有效成份PAG聚合物的消耗。减少这种消耗的最重要措施是设法使淬火后工件表面上的聚合物尽可能充分地回溶到淬火液中。具体的办法有：a．延长工件在淬火液中的停留时间；b．在保证工件不会淬裂的前提下加快淬火液的流动速度，以加速聚合物的溶解；c．出水之后用清水再做一次冲刷，并把多次冲刷用的水作为自来水补充到淬火液中。 3． 几种冷却特性测控方法 使用过程中，随着不可避免的污染和污染物的积累，为保持前后一致的淬火冷却效果，测量PAG淬火液浓度的方法应当做相应的调整。新配制的淬火液用折光仪测试浓度。使用时间长，污染较重的淬火液用真实浓度法或者用粘度法测试浓度。受严重污染的淬火液应定期用冷却特性仪测试冷却速度，再换算成有效浓度值并用来校正日常的折光仪浓度。详细办法可向本公司索要有关资料。 4． 淬火液的去污处理 本公司研制了一种专门用于PAG淬火液的去污装置，已申请了专利，并开始在本公司的用户工厂中应用。用这种装置做去污处理，可把淬火液中溶解的污染物大部分去掉。去污后重新配成的淬火液的折光仪浓度比去污前低，冷却性能比去污前好，使用中的消耗也可明显降低。当所用的PAG淬火液使用了较长时间，污染积累较多，用折光仪测出的浓度已经相当高，浓度测量和冷却特性控制比较困难时，可以与本公司联系，对淬火液进行去污更新处理，清除掉大部分污染物，让其中的PAG存留下来。处理后淬火液又可以在比较低的折光仪浓度上使用，淬硬效果和防止变形特点与新配制的淬火液相当。定期进行去污处理，对淬火液作一次更新，冷却特性来一次恢复，可以大大延长PAG淬火液的使用寿命。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (6/30/2005)