對(duì)于水性淬火劑,攪拌是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌方式,不僅可以獲得不同的淬火強(qiáng)度。還能提高平均淬火硬度,延緩介質(zhì)老化。有許多方法可以完成攪拌,如下所示:
(1)水性淬火劑原始的攪拌方法是用起重機(jī)(行車)在淬火時(shí)上下左右前后搖動(dòng)。但這種攪拌人為因素太多,沒(méi)有規(guī)律性,淬火后產(chǎn)量和數(shù)量的可控性很差。
(2)部分企業(yè)引入壓縮空氣后停止水性淬火劑攪拌。但是,壓縮空氣的引入可能會(huì)導(dǎo)致氣泡附著在工件表面,同時(shí)影響工件表面的傳熱。同時(shí),冷卻均勻性難以保證。此外,空氣的引入加速了水性淬火劑介質(zhì)的老化。
(3)在一些地方企業(yè),水性淬火劑淬火槽是用泵攪拌。淬火區(qū)這種攪拌形成的流場(chǎng)是層流,介質(zhì)只是軸向運(yùn)動(dòng)(單向)。雖然部分淬火強(qiáng)度可以達(dá)到很高的水平,但淬火后零件的每一面(正面和背面)的冷卻速度卻相差極大。另外,即使是揚(yáng)程更大、流量更大的泵,也很難使整個(gè)罐內(nèi)的介質(zhì)全部運(yùn)動(dòng)起來(lái)。
(4)目前最先進(jìn)的是推進(jìn)式攪拌器攪拌,通過(guò)設(shè)計(jì)均流板可以讓水性淬火劑在淬火區(qū)域出液均勻。同時(shí)推進(jìn)式攪拌器通過(guò)攪拌槳的快速轉(zhuǎn)動(dòng)流量很大,達(dá)到淬火無(wú)軟點(diǎn),流動(dòng)較快的目的,提高工件的力學(xué)性能。思科工業(yè)介質(zhì),通過(guò)一體化設(shè)計(jì)(包括淬火槽、水性淬火劑或淬火油)提升客戶熱處理工件的質(zhì)量受到市場(chǎng)的一致贊譽(yù)。提升了行業(yè)的整體熱處理水平。
在大型鍛件的加熱和冷卻過(guò)程中,為了保證組織轉(zhuǎn)變的均勻性,需要根據(jù)工件的實(shí)際形狀設(shè)計(jì)專用的工裝和夾具。在保證操作時(shí)有足夠強(qiáng)度的前提下,夾具應(yīng)盡可能輕,以縮短加熱時(shí)間,降低能耗和成本。
水性淬火劑的冷卻速度比油快得多,在蒸汽膜階段、沸騰階段和對(duì)流階段都有進(jìn)步,尤其是在沸騰階段,可以有效避免奧氏體向珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變,終獲得馬氏體組織和少量殘余奧氏體。而水溶性水性淬火劑的低溫冷卻比油快得多,有利于馬氏體相變區(qū),會(huì)增加零件的變形和開裂傾向。因此,對(duì)于淬透性好、尺寸大的鍛件,必須嚴(yán)格控制終冷溫度,否則極易形成淬火裂紋。對(duì)于夾雜物和氣體含量少、化學(xué)成分一般的較小鍛件,可直接冷卻通過(guò);對(duì)于冶金質(zhì)量差、規(guī)格大、形狀復(fù)雜的鍛件,建議冷溫度可提高到數(shù)據(jù)MS點(diǎn)左右,冷溫度下的保溫時(shí)間以使鍛芯完成規(guī)則的組織轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)。