水性淬火剂

水性的淬火介质

水性淬火剂是区别于淬火油的一种水性的淬火介质。水性淬火剂的种类挺多，有最早的聚乙烯醇类的，还有占大多数的PAG类的。由于市场上及用户使用的95%以上的水性淬火剂都为PAG类的，所以业内都喜欢把PAG淬火剂直接称为水性淬火剂。所以下面的介绍都是针对PAG淬火剂所提出的。淬火剂为浅黄色透明液体，加有防锈、防腐、润湿、杀菌等多种添加剂制成，对水有逆溶性。它克服了水冷却速度快，易使工件开裂，油品冷却速度慢，淬火效果差且易燃等缺点。

注意事项

1、浓度控制：随着淬火溶液中海益水性淬火剂原液浓度的增加，溶液的冷却能力明显下降。为了保证工件淬火后既达到要求的硬度又不出现淬火裂纹，就必须使淬火溶液中海益淬火剂原液的浓度稳定在一定范围内。在生产现场可以用折光仪监控海益淬火剂原的浓度。新配制的海益淬火剂水溶液可用折光率读数乘2.5，即为其浓度值。在淬火剂使用过程中，折光率读数会受到系统污染的影响。为保证对槽液浓度的良好控制，应酌情定期取样测定运动粘度等性能以校正现场浓度值。

2、温度控制：淬火溶液的温度和冷却性能有一定关系。推荐最佳溶液温度为30-40℃，应不高于55℃。为了保产品质量的稳定性，建议将淬火温度控制在尽量窄的范围内。槽液淬火前后的温升也一般不要大于10℃。最好配备冷却循环散热成套装置，如冬天室温过低，淬火前应考虑加热槽液或适当提高浓度。

主要特点

1、通过调整水溶液的浓度，可在很大范围内调整其冷却能力，可以得到近于水，或介于水油之间，以及相当于油或者更慢的冷却速度，以满足不同材料和工件的淬火要求。

2、无毒，无油烟，不燃烧，无火灾危险，使用安全，改善劳动环境，无环境污染。

3、淬硬层深，淬火硬度均匀，无软点，大大减小淬火变形和开裂的倾向，尤其适用于低、中碳钢感应及大件淬火。

4、对黑色金属及有色金属均无腐蚀，淬火工件光亮且有短期防锈作用,可不清洗直接回火。

5、不易老化，变质，使用寿命长。

6、带出量少，使用成本低，综合经济性好。

典型理化性能

密度(15.6℃，g/cm3) 1.078

粘度(40℃,Cst) 原液 280±20

水溶液(37.8℃，Cst) 5% 1.17

10% 1.90

20% 4.31

30% 8.50

水溶性 74℃逆溶析出，74℃以下溶于水

冷却特性

采用符合ISO9950标准的IVF冷却速度测试仪测得不同浓度淬火剂水性淬火剂与水的冷却速度值对比如下表：

淬火介质温度最大冷速（℃/S） 300℃冷速（℃/S）

水 35℃ 221 102.4

海益水性淬火剂 5% 35℃ 205 87.9

10% 35℃ 170 61.4

20% 35℃ 129 36.8

K油 50℃ 101 14.0

G油 50℃ 92 6.5

2#机油 50℃ 73 11.5

由上表可见，20%浓度以下的水性淬火剂冷却速度介于水油间。不同浓度的水性淬火剂冷却能力可参见以下数据：

40#钢，硬度单位HRC

淬火介质 Φ38.1mm Φ25.4mm Φ12.7mm

表面硬度心部硬度表面硬度心部硬度表面硬度心部硬度

水 51 30 54 33 55 46

快速淬火油 28 20 43 20 45 20

中速淬火油 23 20 38 21 41 20

水性淬火剂

5% 50 28 53 31 55 45

10% 49 25 51 28 52 31

20% 32 23 38 25 41 25

35% 28 20 35 21 39 20

30CrMo钢,硬度单位HRC

淬火介质 Φ25.4mm Φ19.1mm

表面硬度心部硬度表面硬度心部硬度

水 51 43 53 52

20% 40 38 49 49

淬火油 42.36 38-32 51-47 49-42

42rMo钢,硬度单位HRC

淬火介质 Φ38.1mm Φ9.5mm

表面硬度心部硬度表面硬度心部硬度

水 56 53 60 60

20% 53 52 60 59

快速淬火油 53 47 59 58

中速淬火油 50 43 57 55

适用于淬火的钢种：碳钢可淬硬性高合金钢

低、中、高碳钢，大截面截面复杂性薄截面

渗氮钢、碳氮共渗钢 ——————————————淬火烈度H

中、低碳低合金钢 5 2 0.9 0.7 0.5 0.3 0.2

低渗透性钢盐水水快速油中速油常规油热油

冷却能力范围示意图

适用范围

淬火剂可用于锻钢、铸钢、铸铁以及冲压件等的淬火。适用于开口式淬火槽、连续炉、淬火槽外设的多用炉及感应淬火炉等。

1、锻钢：小至一公斤大至几吨的低淬透性锻钢或高淬硬性合金锻钢均可采用海益水性淬火剂淬火，所用浓度随合金成份而异，介于10%至30%不等。

2、铸钢：如同锻钢一样，单重悬殊，淬透性各异的铸钢和合金铸钢亦均可采用海益水性淬火剂淬火，所用浓度随合金成份及铸件形体而异，介于10%至30%不等。

3、铸铁：球墨铸铁及可锻铸铁通常使用20%-30%浓度的海益水性淬火剂淬火。

4、感应淬火：对齿轮、心轴、凸轮轴、轴承轴颈等经常采用火焰或感应淬火，海益水性淬火剂是淬火油的最理想的代用品，可完全消除油烟和火灾隐患。

以上只是水性淬火剂的适用范围，现场可根据所处理工件的钢种、形状复杂程度、尺寸大小、工件热处理要求及车间的冷却设备情况综合考虑，最后选定浓度最好通过试验确定。

使用方法

1、由水或油换成水性淬火剂，系统无需大的改动。如原有冷却循环装置（板式或管式换洗器，水塔，贮水池）油温可控制在80℃以下的系统，换用海益水性淬火剂时只需彻底清洗干净系统即可。

2、系统清洗：首先排净系统中的水或油，用清洗剂及水循环清洗剂漂洗系统管道。确认系统及管道清洗干净后，排放干净。注入清水至正常液面的50%，倒入所需海益水性淬火剂原液，同时搅拌，循环，再加清水至正常液面。

3、系统匹配：淬火槽壁如涂有酚树酯漆，需去除。海益水性淬火剂含有防锈剂，对淬火槽及工件有短期防锈作用。在使用过程中，硬水中的阴阳离子会消耗海益淬火剂中的防锈剂，一般补加新液就补充了防锈剂浓度。

4、不推荐使用电镀槽，软木和皮革不能用于水溶性淬火剂系统的密封。于氨气氛接触的海益水性淬火剂系统中不能使用铜制元件。

溶液的保养

1、为了延长溶液的使用寿命，在使用中要注意适当搅拌。合理的搅拌可保证溶液的性能稳定，通常采用泵或螺旋桨进行。用泵搅拌时，溶液的流速以每秒一米以下为宜，要避免空气卷入液体内；用螺旋桨搅拌其转速以每分钟100-450转为宜。经常搅拌可防止霉菌的生成，并可使已生成的少量霉菌见光后死亡。防止霉变的另一种方法是在介质中加入适量防腐剂(如苯甲酸钠)。

2、使用期限主要根据生产情况和维护的清洁程度而定。实践表明：经出厂检验合格的产品，应在两年期限内使用：若超出期限尚未使用，待复验合格后方可使用。

3、水性淬火剂不会因寒冷而冻结，如冬季在室外长期停放后运进室内，使用前应把桶多次来回滚动以保证混合均匀。

包装

淬火剂以208升铁桶包装，每桶25千克或200千克。

附录：

各类工件作整体浸淬，包括渗碳和碳氮共渗后淬火的浓度可参考下表。

表部分钢种适合的浓度表（参考值）

5% 10% 15%

30 T7 T7 40Mn2 40Mn2 GCr15SiMn

35 T8 T8 GCr15 GCr15 50CrVA

45 T10 T10 65Mn 65Mn 50Mn2

45B T12 T12 60si2Mn 60Si2Mn 50CrMn