硝盐淬火剂的使用

淬火剂的性质对于热处理的效果有重要影响。传统淬火介质一般采用油淬火，使用温度为30~160℃，使用中必须严格控制淬火油温度不超过其闪点以防油着火。淬火过程易产生油蒸气、油老化和分解。鉴于油的特性，淬火温度超过160℃就不宜使用。与淬火油相比，硝盐淬火具有使用温度高、使用温度范围宽、淬火畸变小、容易清洗等优点。淬火用熔盐一般是硝酸盐和亚硝酸盐按一定比例配成的混合盐，使用温度为160~500℃。硝盐熔融后有很好的流动性、化学稳定性等优点，在160~250℃使用不存在着火问题，安全性高；熔盐较油粘度小、冷却均匀，可实现马氏体分级淬火、马氏体+贝氏体分级淬火及贝氏体淬火。另外，零件熔盐淬火清洗后，进行盐水分离，被带出的盐可100%回收利用，做到零排放。用硝盐进行等温淬火常可省略一次回火再加热过程，且使零件具有很好的韧性。实践证明，与淬火油相比，硝盐盐浴淬火工件变形较小。另外，硝盐淬火也具有较好的经济性。硝盐没有老化、分解问题，也不存在介质使用一定时间后的废弃问题；硝盐的价格也比淬火油便宜，所以生产成本较低。现在，硝盐淬火剂已被应用于高速钢制刀具和工模具等温淬火，明显显示出减少畸变开裂的优点；超高强度钢30CrMnSiNi2A钢采用硝盐等温，其冲击疲劳总寿命比常规淬火提高1.56~1.92倍。 但是，无水硝盐浴因冷却速度低，在实际使用中受到限制。对此，研究表明，通过添加少量的水，就可使其冷却性能大为改观，使硝盐淬火应用范围得到扩大。在170℃的硝盐中添加0.68%(质量分数)的水，最高冷却速度约为310℃/s，是油的2倍多；最高冷速段在750℃就达到，500℃时冷速也有约150℃/s，是油的1.6倍，是无水硝盐的3.7倍，300℃的冷速与油相当。典型的含水硝盐淬火剂如三硝水溶液，是一种过饱和硝盐水溶液。它在高温下析出盐的晶体，即刻爆成云雾状，起到破坏蒸气膜、降低蒸气膜稳定性的作用。特性温度630℃，比水的特性温度340℃高得多。在650~550℃区间，它的冷却速度比水、油都快，而在300~200℃区间，冷却速度比水缓慢，有利于减少热应力和组织应力。利用这种介质先快冷后缓冷的特性，可以代替水-油双液淬火，从而简化热处理工艺并减轻劳动强度。现实生产中经常遇到带有尖角、孔槽、截面尺寸变化大的碳素工具钢模具，这种形状的模具水淬易裂，而油淬往往淬不硬，水-油双液淬火也很难保证质量，采用硝水-硝盐等温淬火就解决了这个问题。 采用硝盐淬火还必须解决它对环境可能造成的污染。硝盐淬火剂中的NaNO2盐渣有毒，必须经过处理，达标排放。处理的方法是氧化法，加入氧化剂NaClO，将易溶于水有毒的NaNO2氧化成无毒的NaNO3和NaCl。