PAG是英文名稱的縮寫,在英文中PAG有三種寫法。詳見表1
由于中文譯名的混亂,尤其譯為聚乙二醇更為不規(guī)范,因?yàn)樵谥形闹幸延芯垡叶?PEG)。所以不如干脆譯為PAG。PAG是聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的共聚物。調(diào)整兩者的比例,可以得到70-88℃的逆溶點(diǎn)。逆溶現(xiàn)象指的是:隨溫度的上升,溶解度下降,所以稱為逆溶。到達(dá)某一溫度時(shí)溶質(zhì)開始從溶液中析出,該溫度稱為逆溶點(diǎn)。由于逆溶性的存在,工件在淬火時(shí),經(jīng)過蒸汽膜階段,沸騰階段后,工件周圍的液體溫度高于逆溶點(diǎn),PAG析出并在工件表面形成一個(gè)PAG的溶質(zhì)膜。PAG的濃度越高,則該膜就越厚,溶液從工件脫熱的能力就越差。這就是PAG降低低溫區(qū)冷卻能力的機(jī)理。即控制PAG的濃度就可以控制PAG溶質(zhì)膜的厚度,從而可以得到比較理想的低溫區(qū)冷卻能力。
逆溶點(diǎn)與濁點(diǎn)不同。作為淬火介質(zhì)看重的是:當(dāng)溶液的溫度降到逆溶點(diǎn)時(shí),析出的溶質(zhì)應(yīng)立即溶回溶液,這對(duì)于減少PAG的帶出量,對(duì)穩(wěn)定淬火介質(zhì)的冷卻能力有著重要的意義。有許多高分子化合物的水溶液,都有濁點(diǎn)。當(dāng)它們的水溶液的溫度下降到濁點(diǎn)時(shí),溶質(zhì)不會(huì)立即溶回溶液,只有溫度下降許多之后,才能溶回溶液。
2 PAG淬火介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)
PAG淬火介質(zhì)與傳統(tǒng)的水和油相比較,有許多優(yōu)點(diǎn),它們是:
1)PAG工作液與水相同,它們不燃燒,無火災(zāi)隱患。
2)PAG工作液與油不同,淬火時(shí)無煙霧,無毒,有利于操作者身體健康。地面無油污,使得工作環(huán)境更清潔,舒適。
3)淬火油的運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)為15-40mm2/s,而PAG工作液的運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)僅為1-5mm2/s,因此,用PAG淬火時(shí)帶出量小得多,降低了運(yùn)行成本。
4)工件在PAG中淬火后,極易清洗,即使不清洗回火,也沒有煙霧。
5)在高分子化合物中,PAG溶液的折光率高,因此采用折光儀容易檢測(cè)它的濃度,保持穩(wěn)定的冷卻能力。
6)通過對(duì)濃度,溫度和攪拌程度的控制,可以使PAG得到從水到油的不同的冷卻能力。
7)采用PAG,設(shè)備上沒有積碳,油泥等,易于設(shè)備的維修。
3 PAG淬火介質(zhì)的缺點(diǎn)
1)PAG對(duì)溫度比油敏感,使用溫度范圍窄,通常為20-50℃。要求有足夠的冷卻能力,尤其是在夏天,在南方。
2)PAG對(duì)濃度比較敏感,使用濃度范圍窄,通常為±1%。要求經(jīng)常地檢測(cè)工作液的濃度,并且定期校對(duì)濃度系數(shù)。
3)PAG對(duì)攪拌程度要求比較嚴(yán)格,也就是說,在工件淬火區(qū)域內(nèi)的攪拌程度應(yīng)該保持一致,既足夠強(qiáng)烈的攪拌和足夠均勻的攪拌。以保證溫度的均勻性,濃度的均勻性和冷卻的均勻性。大多數(shù)的淬火事故,都來自攪拌的不均勻。
4)PAG與油比較它更易于污染,需要更精心的維護(hù)。
4 選用PAG的理由
1)從工藝上考慮。用水淬火畸變過大甚至開裂,用超速淬火油又淬不上火,這時(shí)必須考慮采用PAG。
2)從環(huán)保上考慮。為了不污染環(huán)境,有益于操作者身體健康,應(yīng)該考慮采用PAG。
3)從能源上考慮。石油資源再有幾十年就會(huì)枯竭,PAG是目前較好的代用品。
4)從成本上考慮。采用5-15%的PAG代油僅是油的1/6-1/2費(fèi)用。
5. PAG和淬火油冷卻性能的對(duì)比(典型冷卻性能數(shù)據(jù)) 5.1.國家石化行標(biāo)SH/T0220測(cè)試 5-20%PAG、水、32號(hào)機(jī)械油、快速淬火油和超速淬火油按照SH/T0220測(cè)試的冷卻性能如表3。冷卻曲線見圖1和圖2。按照日本通行的慣例,水溶性淬火介質(zhì)400-150℃平均冷卻速度在100℃/s左右,即可用來代油。國家石化行標(biāo)SH/T0220和ISO-9950.(國際標(biāo)準(zhǔn))JB/T7951-2004(機(jī)械行標(biāo))都是熱處理油的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),用來測(cè)試水基淬火介質(zhì)不十分適用,但目前仍在借用。比較而言,采用ISO-9950.(國際標(biāo)準(zhǔn)) JB/T7951-2004(機(jī)械行標(biāo))稍好一些。 5.2 ISO-9950.(國際標(biāo)準(zhǔn))即JB/T7951-2004(機(jī)械行標(biāo))測(cè)試 5-20%PAG、水、32號(hào)機(jī)械油、快速淬火油和超速淬火油按照ISO-9950.(國際標(biāo)準(zhǔn))即JB/T7951-2004(機(jī)械行標(biāo))測(cè)試的冷卻性能如表4。冷卻曲線和冷卻速度曲線見圖3,圖4。按照國際通用慣例,水溶性淬火介質(zhì)300℃冷卻速度為水的一半即可用來代油。ISO-9950.(國際標(biāo)準(zhǔn))即JB/T7951-2004(機(jī)械行標(biāo))是在靜止的條件下測(cè)試的冷卻性能,而實(shí)際淬火中都有攪拌。
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