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PAG-IIIA型淬火液的研发和应用 |
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作者：重庆义扬机电设备有限公司 李志义 于海军 |
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序：本人62年哈尔滨工业大学毕业分配于重庆建设机床厂开始就从事这个领域的研究，中途保护气研究一步法净化天然气获国家发明专利，该设备（全国已有62台套）已在世界第一品牌德国独资天津SEW公司（已订10台30m3/h天然气净化设备）、株齿公司、北方奔驰重庆减速器公司、济南重汽、重庆青山、重庆机床、江汉油田苏州江钻新锐、一汽大众、刑台钢铁公司与北京SAC韩国设备配套、苏丹、保定长城、安徽六安、美国天津久益环球、日本独资唐山住友，现已有几十家企业应用（服役能力）10年以上，气源节约20%左右，产品光亮银灰色无碳黑，非马氏体组织一般≤3μm（浅腐蚀）、表面硬度HRC61以上（HV1转换），质量领先任何先进国家，并主持兵器用结构钢在表面处理过程中氢脆和应力腐蚀断裂的研究（该项目由重庆296厂李志义、姜相荣、袁纪良，包头52所王来生、王明美、厉小东等高工，清华大学顾家琳教授，沈金属研究所王毓麟研究员、杜金山高工共同完成；首创145℃高温浓碱介质中悬臂弯曲试验，系统地测试了十种钢在不同表面处理方法及不同工艺规范下材料的缺口强度和应力腐蚀门槛应力强度因子，同时测定上述钢的氢行为，包括吸氢量、氢扩散系数、氢逸出规律、电化学特性检测、氢与某些元素的交互作用，宏观和微观断口分析等），经7312个试样8年研究获部级二等奖，该项技术属国内首例，对于机械行业产品失效分析有指导作用。退休后从事淬火介质的研究和保护气氛气源净化的研究。甲醇、氨气一步法脱水脱有机硫、无机硫已获发明专利（净化剂服役如初10年以上）。
1．PAG-IIIA型淬火液是依据目前市场上急需一种珠光体转变速度类似盐水和碱水，而马氏体转变速度类似于油，真正代替水淬、油冷的新型淬火液，而且防锈能力能保持5天以上。要使珠光体转变类似盐和碱水，必须使淬火工件入液时形成的气泡膜很快破裂，从而使冷却速度加快。目前市场上国内外的PAG类。在3%-3.5%浓度下，第一冷却速度均不如盐水和碱水，也就是必须要添加某一种或多混合添加剂来达到上述要求。
2．大家知道盐水和碱水第一冷却速度很快，而第二冷却速度(马氏体转变速度)很快，易形成淬火裂纹，变形较大，而且防锈能力很差。为此我经过多次反复的试验，研究成功PAG-IIIA型新型的淬火液。在同一浓度下我们研制第一冷却速度比他们快，第二冷却速度比他们慢，实践证明这种混合添加剂不仅达上述效果（在3-3.5%浓度下，第一冷却速度比水、聚乙烯醇更快，第二冷却速度类似普通油），还使PAG的耗损下降20%左右，起到节约淬火液和稳定降低衰减的功能。
3．PAG-IIIA型新型淬火液的应用（2002年研制成功）并改进演化为PAG-IIIA、PAG-IIIB，保证10年以上服役。
42CrMo 5～9拐船用曲轴使用一年后的PAG-ⅢA浓度12.5%同PAG-ⅢA浓度3%和水的比较
3.1重庆建设集团4车间（原31车间）
重庆建设集团公司31车间（现改4车间），高频淬火从95年开始一直应用美国XX PAG型。当年针对某新产品摩托车零件高频淬火，他们多次调整其浓度，在硬度达到技术要求时，又出现软点，采用其它水剂淬火介质，硬度满足要求，但又出现裂纹。为此，2002年5月他们找到我，我针对他们的产品采用PAG-Ⅲ型，完全满足生产技术要求，淬火过渡区极短，也不存在裂纹问题，淬火介质不变色、不发臭，稳定可靠已经受7年多的考验。
3.2在高、中频热处理中全国已有10多家使用，取得很好效果，本产品200Kg可配10%浓度约为2.1吨，为用户大大节约。
3.3江苏省泰州市自行车三轴总厂网带炉渗碳淬火
大家知道采用网带炉薄层渗碳淬火：由于表面渗碳浓度低加上内氧化引起的渗碳浓度再次降低，采用快速冷却来使非马氏体量减少，使马氏体转变量增多[1][2][3][4] [5] [6]，从而使淬火硬度达到设计要求。因此，目前国内外的网带炉薄层渗碳很多厂家采用盐水和碱水（若采用快速油，渗碳时间必然要增长，生产效率下降），其第一冷却速度很快，而第二冷却速度也非常快，易产生裂纹和变形，并且防锈能力下降。本人在2003年4月江苏泰州市专题讲学：“渗碳淬火件，气体软氮化件质量提高的途径“时泰州自行车三轴总厂的技术员提出问题，正中我研制的开发项目：该厂由一台网带炉应用到三台网带炉上，已近6年。
该厂是专业从事自行车主要零部件生产的厂家，为国内众多知名品牌的整车厂配套，同时还有35%的产品自营出口外销。为了更好地提高产品的质量，该厂经过近三年的市场调研和淬火介质的选用，最终选择了义扬公司研制生产的PAG-IIIA型水溶性淬火剂。经批量应用后不仅提高了该厂低碳钢碳氮共渗淬火产品的表面硬度均匀性、产品的淬透性，同时大大减小了产品的变形量，很好地提高了产品的防锈性能。
3.4在网带炉应用上有江西、浙江、辽宁、四川共20多家应用。40多条网带炉：特别指出江苏某3个热处理厂四台网带炉采用南京××公司PAG，淬火硬度不足、有软点、零件发黑，降低浓度后又产生裂纹，变形也较大。经有关使用厂介绍改用我公司PAG-IIIA型解决上述问题。
3.5在材料30CrMo等钢高压气瓶上,性能如下,已多家应用。最大Φ559×11000×δ16.8，一般Φ406×2000×δ6.
3.6 大型风电产品转盘系列42CrMo钢。最大外圈1800×2120×180，重1.38吨，产品质量稳定可靠、变形小，出口美国、德国、韩国、台湾，现两条生产线应用。（调质力学性能非常好，特别类似强度下的δ、Ψ、AKV指标美国人称奇，见下表）
3.7 在42CrMo 5-9拐船用曲轴直接淬火,性能非常好，特别类似强度下的δ、Ψ、AKV指标，验收者称奇并当面看取样做试验(见表2)
3.8 45～55钢制造的轴承硬度要求高HRC56～62，而且变形要求控制在10丝以下，不充许产生裂纹，采用了我们的PAG—IIIA获得了满意的效果。
重庆地区就有6家应用PAG-IIIA，因有些厂家采用该型号，使某些特殊的产品解决了其它介质很难解决的问题、产量日增，为保密起见恕不一一介绍。
参考文献:
[1] 李志义、李晓澎.渗碳淬火件表面非马氏体形成的原因和防止措施[J].金属热处理,2000,11:37.
[2] 李志义、田荣华、葛友海、胡培中、熊军、敖思渝.天然气渗碳的另一机理CH4——Caｄ+H2及其优化措施[A]. 第八次全国热处理大会论文集[C].2003:288.
[3] 李志义、田荣华、葛友海、胡培中、熊军、敖思渝.采用天然气的气体渗碳[J].国外金属热处理,2004,1:41.
[４] 李志义、田荣华、葛友海、胡培中.渗碳淬火件、气体软氮化件质量提高的途径[J].热处理,2007,3:1.
[5] 李志义、李晓澎等.浅谈某些热处理气源和金相标准中的某些问题J].金属热处理,2008,33(3):112-115.
[6] 李志义、马学文、蒲玲等. 再述:渗碳淬火件表面非马氏体形成的原因和防止措施.08.8上海中国热处理周宣讲；08。9太原中国热协论文集37-44；待杂志发表.
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(12/24/2008) |
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