淬火油的污染及凈化

發布時間：2022-03-28 瀏覽次數：1439次 作者：諾慶機電

       在當前熱處理企業的生產中，作為淬火介質的淬火油，據統計約占70%，可見淬火油用量仍占相當大比重。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是關鍵一環。 然而，整個熱處理行業大多數企業普遍忽視淬火介質的性能，即使投入大量資金改進設備和質量控制手段，卻很少關心淬火介質的狀態。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。熱處理生產的許多工件質量問題幾乎都與淬火介質狀態有關，并且經常性的重復發生。如10.9級以上高強度緊固件或有特殊要求的熱處理來說，淬火介質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，使之降至馬氏體轉變溫度下獲得高硬度的馬氏體組織和硬化層深度，同時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級以上高強度緊固件的淬火要求。淬火油在使用中的變化比較復雜，產生熱分解、氧化和聚合反應，它包含所加添加劑的變化和基礎油變化兩部分，是這兩方面變化的綜合結果，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，因此加強對淬火油的嚴格管理對保證淬火工件的品質極為重要。日常淬火油質量監測的專案為粘度、閃點、水份、不溶灰分(又稱沈淀物)和冷卻速度。

       1.閃點

       一般情況下，不管是開式還是閉式淬火油糟，隨使用時間的延長，油的閃點都是呈下降傾向。連續式網帶爐的油糟閃點下降10~20C后即可穩定。當閃點下降較多時易出現淬火軟點，而且不安全，應進行及時處理。

       2.粘度

       這一指標與油的冷卻性能有密切關系，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，因而粘度表現為下降趨勢，熱分解使粘度下降，導致軟點產生和變形增大。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，油變質得越快。連續式網帶爐配備完備的回圈冷卻系統，使油溫穩定在60~70°C范圍，并通過槽內的回圈攪拌防止局部過熱等措施，可減慢油變質，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、槽中的細微粒鐵粉沙粒和塵埃等雜物。當這些雜物超過一定數量時會引起油的粘度上升，冷卻能力下降，故應定期采取過濾油，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，產生軟點甚至開裂傾向。研究發現，油淬產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和促進油中添加劑的失敗。當油中含水量≥0.1%時，油受到加熱時有可能使聚集在油槽底部的水達到沸點后，體積突然膨脹，易造成油溢出淬火油槽而引發火災。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果發現，由于微量水促使添加劑失敗，導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°C的冷卻速率從不含水時的8*C/s增加到含水0.20%的40*C/s)， 工件變形和開裂傾向也會增大。淬火油中若混入200ppm以上的水份就需要查出產生水份的原因，若油中含水量達到0.5%，就必須對油中水份要設法去除。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測火油冷卻性能變形的重要手段。因此，熱處理企業都應定期檢測淬火油的冷卻特性曲線。淬火油在使用中因產生熱分解、氧化和聚合反應，產生氧化皮、殘炭溶解油中，從而使油品顏色變黑，導致冷卻特性下降，此時經淬火后的工件強度、硬度、韌性、耐磨性達不到規定指標，甚至造成工件變形開裂。很多企業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，這種治標不治本的做法，往往是工件質量一直達不到規定的質量指標，須把淬火油抽出，清洗油池(槽)，重新加注新油才能保證質量指標。

       換下來的廢油可用脫色凈油機凈化后再用，脫色凈油機主要是把油品的污染物，如水分、氧化皮、殘炭、膠質、瀝青質去除，凈化后油品顏色恢復，接近新油顏色，指標達到國家標準(SH 0564熱處理油)， 可當新油使用，保證了淬火油指標和工件質量，不用再投入大量資金購買新油來更換。脫色凈油機采用先進的二元一次脫水技術，完全去除淬火油中的水分，恢復淬火油的冷卻性能，采用絮凝吸附技術，去除油中的氧化皮、殘炭、膠質等溶于油品的雜質，恢復淬火油的閃點、粘度和冷卻曲線，最終保證恢復淬火油的指標和理化性能，保證工件質量。

       淬火油冷卻特性對工件熱處理的成敗是至關重要的。熱處理企業(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，以保證淬火油槽處于工藝控制狀態。此外，根據熱處理產量多少，每半年或一年清理油槽一次，過濾油污，清除槽底的殘渣雜物，及時補充新油。每月或每三個月對每個油槽都應取油樣檢測一次以監測油質變化情況，當檢測的指標超過規定標準而無法調整改善時，必須整槽換油，用脫色凈油機凈化廢油后在加注。這樣既保證了淬火油的指標和工質量，又為企業節約大筆購買淬火油的資金，是一種依據多的質量控制、能源節約措施。