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淬火油的污染及凈化
淬火油的污染及凈化
在當(dāng)前熱處理企業(yè)的生產(chǎn)中，作為淬火介質(zhì)的淬火油，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占70%，可見淬火油用量仍占相當(dāng)大比重。
定期檢查淬火油的特性能對控制熱處理工藝保證淬火工件品質(zhì)是關(guān)鍵一環(huán)。然而，整個(gè)熱處理行業(yè)大多數(shù)企業(yè)普遍忽視淬火介質(zhì)的性能，即使投入大量資金改進(jìn)設(shè)備和質(zhì)量控制手段，卻很少關(guān)心淬火介質(zhì)的狀態(tài)。往往一種淬火油使用很多年，僅用添加新油方法保持其狀態(tài)。熱處理生產(chǎn)的許多工件質(zhì)量問題幾乎都與淬火介質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，并且經(jīng)常性的重復(fù)發(fā)生。如10.9級以上高強(qiáng)度緊固件或有特殊要求的熱處理來說，淬火介質(zhì)的性能對熱處理操作的成敗起重要作用。
淬火油的功能是將赤熱的金屬零件的熱量迅速帶走，使之降至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度下獲得高硬度的馬氏體組織和硬化層深度，同時(shí)亦要兼顧減少零件的變形和防止開裂。因此淬火油的基本特性就是『冷卻特性』，其特點(diǎn)就是高溫階段的冷速較快，而低溫階段冷速較慢，這一特性很適合合金鋼≥10.9級以上高強(qiáng)度緊固件的淬火要求。
淬火油在使用中的變化比較復(fù)雜，產(chǎn)生熱分解、氧化和聚合反應(yīng)，它包含所加添加劑的變化和基礎(chǔ)油變化兩部分，是這兩方面變化的綜合結(jié)果，不同的淬火油以及不同的淬火工藝，變形情況會有較大的差別，因此加強(qiáng)對淬火油的嚴(yán)格管理對保證淬火工件的品質(zhì)極為重要。
日常淬火油質(zhì)量監(jiān)測的專案為：粘度、閃點(diǎn)、水份、不溶灰分（又稱沈淀物）和冷卻速度。
1．閃點(diǎn)
一般情況下，不管是開式還是閉式淬火油糟，隨使用時(shí)間的延長，油的閃點(diǎn)都是呈下降傾向。連續(xù)式網(wǎng)帶爐的油糟閃點(diǎn)下降10~20℃后即可穩(wěn)定。當(dāng)閃點(diǎn)下降較多時(shí)易出現(xiàn)淬火軟點(diǎn)，而且不安全，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)處理。
2．粘度
這一指標(biāo)與油的冷卻性能有密切關(guān)系，粘度的變化對開式油槽和閉式油槽有所差異。開式油槽因燒損快，氧化聚合反應(yīng)幾率大，故粘度呈增大傾向。閉式油槽的淬火油則以熱分解為主，因而粘度表現(xiàn)為下降趨勢，熱分解使粘度下降，導(dǎo)致軟點(diǎn)產(chǎn)生和變形增大。添加劑分解粘度增大，致使油的冷卻能力下降。油的使用溫度越高，油變質(zhì)得越快。連續(xù)式網(wǎng)帶爐配備完備的回圈冷卻系統(tǒng)，使油溫穩(wěn)定在60~70℃范圍，并通過槽內(nèi)的回圈攪拌防止局部過熱等措施，可減慢油變質(zhì)，延長油的使用壽命。
3．不溶灰分（沉淀物）
油中存在的不溶灰分（沉淀物）有焦泥、槽中的細(xì)微粒鐵粉沙粒和塵埃等雜物。當(dāng)這些雜物超過一定數(shù)量時(shí)會引起油的粘度上升，冷卻能力下降，故應(yīng)定期采取過濾油，清掃油槽等措施加以去除。
4．水份
油中含有微量水份將嚴(yán)重影響油的冷卻性能，造成淬火后工件光亮度下降，硬度不均，產(chǎn)生軟點(diǎn)甚至開裂傾向。研究發(fā)現(xiàn)，油淬產(chǎn)生的變形問題部分是因油中含水造成的。此外，油中含水還加速了油的乳化變質(zhì)和促進(jìn)油中添加劑的失敗。當(dāng)油中含水量≥0.1%時(shí)，油受到加熱時(shí)有可能使聚集在油槽底部的水達(dá)到沸點(diǎn)后，體積突然膨脹，易造成油溢出淬火油槽而引發(fā)火災(zāi)。
淬火油含有水份，主要惡化冷卻性能，加速油的老化。對快速淬火油中含水對冷卻特性的影響之研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于微量水促使添加劑失敗，導(dǎo)致淬火油的*高冷速明顯下降，隨著油中含水量的增加，使對流冷卻階段的冷卻速率增加（300℃的冷卻速率從不含水時(shí)的8℃/s增加到含水0.20%的40℃/s），工件變形和開裂傾向也會增大。
淬火油中若混入200 ppm以上的水份就需要查出產(chǎn)生水份的原因，若油中含水量達(dá)到0.5%，就必須對油中水份要設(shè)法去除。通常用加熱脫水、沉淀脫水、離心脫水、過濾脫水，這對于保證淬硬、減少變形和開裂將不無好處。
5．冷卻曲線
快速淬火油的冷卻曲線能比較直觀地表明該種淬火油的冷卻特性，是選擇淬火油品種和監(jiān)測火油冷卻性能變形的重要手段。因此，熱處理企業(yè)都應(yīng)定期檢測淬火油的冷卻特性曲線。
淬火油在使用中因產(chǎn)生熱分解、氧化和聚合反應(yīng)，產(chǎn)生氧化皮、殘?zhí)咳芙庥椭?，從而使油品顏色變黑，?dǎo)致冷卻特性下降；此時(shí)經(jīng)淬火后的工件強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性達(dá)不到規(guī)定指標(biāo)，甚至造成工件變形開裂。很多企業(yè)普遍的做法是添加新油到淬火池（槽），緩解油品性能的下降速度，這種治標(biāo)不治本的做法，往往是工件質(zhì)量一直達(dá)不到規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)；須把淬火油抽出，清洗油池（槽），重新加注新油才能保證工件質(zhì)量指標(biāo)。
換下來的廢油可用脫色凈油機(jī)凈化后再用，脫色凈油機(jī)主要是把油品的污染物：如水分、氧化皮、殘?zhí)俊⒛z質(zhì)、瀝青質(zhì)去除，凈化后油品顏色恢復(fù)，接近新油顏色，指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（SH 0564熱處理油），可當(dāng)新油使用，保證了淬火油指標(biāo)和工件質(zhì)量，不用再投入大量資金購買新油來更換。
脫色凈油機(jī)采用先進(jìn)的二元一次脫水技術(shù)，完全去除淬火油中的水分，恢復(fù)淬火油的冷卻性能；采用絮凝吸附技術(shù)，去除油中的氧化皮、殘?zhí)?、膠質(zhì)等溶于油品的雜質(zhì)，恢復(fù)淬火油的閃點(diǎn)、粘度和冷卻曲線，*終保證恢復(fù)淬火油的指標(biāo)和理化性能，保證工件質(zhì)量。
結(jié)語
淬火油冷卻特性對工件熱處理的成敗是至關(guān)重要的。熱處理企業(yè)（或熱處理車間）要建立一套完整的淬火油管理制度和記錄，完善和保持淬火油槽有良好的攪拌，加熱和冷卻系統(tǒng)，以保證淬火油槽處于工藝控制狀態(tài)。
此外，根據(jù)熱處理產(chǎn)量多少，每半年或一年清理油槽一次，過濾油污，清除槽底的殘?jiān)s物，及時(shí)補(bǔ)充新油。每月或每三個(gè)月對每個(gè)油槽都應(yīng)取油樣檢測一次以監(jiān)測油質(zhì)變化情況，當(dāng)檢測的指標(biāo)超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)而無法調(diào)整改善時(shí)，必須整槽換油，用脫色凈油機(jī)凈化廢油后在加注。這樣既保證了淬火油的指標(biāo)和工質(zhì)量，又為企業(yè)節(jié)約大筆購買淬火油的資金，是一種依據(jù)多的質(zhì)量控制、能源節(jié)約措施。
