分類:行業(yè)新聞 發(fā)布時間:2012-04-29 瀏覽量:3
迄今為止,人們已掌握了大量的天然及合成聚合物,但其中可以作為淬火介質的并不多,表1列出了一些聚合物的種類。在我國得到實際應用的只有聚乙烯醇( PVA)聚醚、聚烷撐乙二醇( PAG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等少數(shù)幾種,目前,使用量最大的是聚烷撐乙二醇( PAG)。聚合物淬火介質可以進一步分為逆溶性和非逆溶性兩類(表2)兩者共同之處是都在工件表面高溫作用下形成聚合物膜,區(qū)別則在于:①逆溶性聚合物(PAG,PEOX等)。在工件的高溫表面附近,液溫超過聚合物的逆溶點(濁點)時,聚合物從溶液中脫溶(沉淀)出來,在工件表面形成聚合物膜;
②非逆溶性聚合物(PVP等)。在工件的高溫表面附近,聚合物溶液迅速蒸發(fā),形成向氣——液界面遞增的濃度梯度,并隨著濃度的進一步增高而在工件表面形成聚合物膜。表1:主要水溶性聚合物淬火介質
水溶性聚合物 | 種類 | 聚合物淬火介質 |
天然聚合物 | ||
半合成聚合物 | 改性纖維素 | |
改性淀粉 | ||
合成聚合物 | 聚乙烯醇( PVA) | |
聚烷撐乙二醇( PAG) | ||
聚乙烯吡咯烷酮( PVP) | ||
聚丙烯酰胺( PAM) | ||
聚乙烯惡唑啉( PEOX) | ||
聚異丁烯順丁烯二酸鈉( PMI) | ||
聚乙二醇( PEG) | ||
聚丙烯酸鈉( PAS) |
表2:兩種不同類型聚合物比較
逆溶性聚合物淬火介質 | 非逆溶性聚合物淬火介質 |
有逆溶點(60一70℃) | 無逆溶點 |
生成非連續(xù)膜,膜強度較低 | 生成連續(xù)膜,膜強度較高 |
300℃冷速較高 | 300℃冷速較低 |
淬火后聚合物回溶到溶液中 | 淬火后工件上殘留少量聚合物 |
冷卻性能更接近于水 | 冷卻性能更接近于油 |
(1)聚乙烯醇(PVA):優(yōu)點是使用濃度低,成本低,使用方便。所以,國內外在感應加熱淬火冷卻上目前仍然有一些應用。缺點是冷卻能力隨濃度變化敏感,濃度控制難度較大;聚合物層不能再溶解,隨工件帶出較多,易老化變質,產生糊狀物(堵塞噴孔)。(2)聚烷撐乙二醇(PAG):PAG淬火液是目前應用最多的一種有逆溶性的聚合物淬火介質。通常用濁點(一般在60-90℃)來衡量其逆溶性。根據(jù)其分子量和分子量分布情況,又可以進一步分為一類和二類兩種。長期使用中性能穩(wěn)定。(3)聚乙烯吡咯烷酮( PVP):無逆溶性聚合物淬火介質。其冷卻特性更接近于油,使用濃度一般較聚烷撐乙二醇低,易于管理,且化學耗氧量低。是取代淬火油的理想選擇。近年來其應用范圍不斷擴大,是一種很有發(fā)展前途的聚合物淬火介質。(4)聚丙烯酰胺(PAM):無逆溶性聚合物淬火介質。缺點是其化學耗氧量高,對環(huán)境沖擊較大。(5)聚乙烯惡唑啉(PEOX):逆溶性聚合物淬火介質。目前國內使用較少,黏度低,工件帶出量少。易被生物分解,有利于環(huán)境保護。具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/span>(6)聚異丁烯順丁烯二酸鈉( PMI):逆溶性聚合物淬火介質,可用于噴淋和浸淬。在500℃以下形成聚合物膜。(7)聚乙二醇(PEG):與聚烷撐乙二醇類似,但無逆溶性。缺點是冷速對濃度和液溫較為敏感。(8)聚丙烯酸鈉(PAS):陽離子型聚合物淬火介質。加熱時不易分解,在熱工件上不易生成聚合物膜,其冷速的控制因素是分子量和水溶液的黏度,冷速較慢。缺點是對水硬度敏感,濃度管理困難。(9)改性纖維素:非逆溶性改性天然聚合物。常用的有羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等,其冷速可以調整到接近于淬火油。缺點是溶解速度慢,濃度測量和控制不便。目前應用較少。本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書
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