使用PAG淬火介質(zhì)的工廠普遍遇到諸如：

　　1、為什么長(zhǎng)期使用中必須逐漸提高淬火液的濃度才能保證工件不淬裂?

　　2、哪種濃度測(cè)量方法最有效?

　　3、如何減少淬火劑的消耗?

　　4、淬火液變黑和發(fā)臭后還能不能用?

　　5、受污染的淬火液有沒(méi)有辦法做去污更新等實(shí)際問(wèn)題。

　　事實(shí)上，這類(lèi)問(wèn)題都與淬火液的變化密切相關(guān)。因此認(rèn)識(shí)和解決這類(lèi)問(wèn)題要從了解PAG淬火液在使用中的變化規(guī)律入手。PAG淬火劑是以特定的聚醚類(lèi)非離子型高分子聚合物(PAG)加上能獲得其它輔助性能的復(fù)合添加劑和適量的水而制成的。使用中，淬火液可能發(fā)生的變化主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是其冷卻性能上的變化，另一類(lèi)是其防銹和防腐敗等性能的變化。因?yàn)槭褂肞AG淬火劑的目的是調(diào)節(jié)水的冷卻特性，以下將重點(diǎn)討論冷卻特性的變化，只在最后提一下防銹和防腐敗問(wèn)題。

　　一、PAG組分的變化

　　淬火液的冷卻特性決定于其中PAG組分的特性和數(shù)量。其他提供輔助性能的添加劑對(duì)淬火液的冷卻特性幾乎沒(méi)有影響。淬火液中所含PAG聚合物的變化包括量的變化和質(zhì)的變化兩部分。

　　1.淬火液中聚合物量的變化

　　生產(chǎn)中，工件帶出與受高溫氧化分解都會(huì)使聚合物的量減少。淬火過(guò)程中，工件周?chē)簻厣?，PAG聚合物從溶液中脫溶出來(lái)并靠其潤(rùn)濕性以富水的包膜形式粘附在工件表面上，從而調(diào)整工件的冷卻速度。工件冷卻下來(lái)后，粘附在工件表面的聚合物又會(huì)回溶到淬火液中?；厝苄枰欢〞r(shí)間，而生產(chǎn)中往往等不到聚合物回溶干凈就將工件從淬火液中取走。因此，工件帶出的液體中PAG含量往往高于所用淬火液中PAG的平均濃度。長(zhǎng)期、大量淬火后，淬火液中PAG的相對(duì)濃度必然逐漸降低，而其他添加劑組分的相對(duì)含量就隨之增長(zhǎng)。因此，回溶得越充分，淬火液中PAG組分的相對(duì)減少就越慢，即其冷卻特性越穩(wěn)定。

　　2.PAG的氧化分解

　　配制PAG淬火液的聚合物具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在室溫下與一般的酸堿不發(fā)生反應(yīng)。只有在約250℃以上的高溫且又有氧存在的條件下才被氧化分解。淬火過(guò)程中，粘附在工件表面的聚合物膜大部分可以因?yàn)槠渲屑捌渲車(chē)乃直粴饣３衷诓桓哂谒悬c(diǎn)的溫度。但緊接工件表面的部分仍然可能升到更高的溫度而發(fā)生氧化分解。分子量低的氧化分解產(chǎn)物成氣體跑掉，其他部分則留在淬火液中。在高溫和機(jī)械剪切作用下發(fā)生斷鏈而又存留下來(lái)的PAG斷鏈產(chǎn)物也將不再具有原來(lái)調(diào)整冷卻特性的能力，而成為非有效成分存在于淬火液中。淬火液的濃度越大，淬火中工件表面形成的聚合物膜越厚，發(fā)生這種分解的量就越多。熱處理生產(chǎn)的產(chǎn)量越大，淬火液使用的時(shí)間越長(zhǎng)，這種分解和斷鏈殘留物就越多。

　　二、非PAG組分的變化

　　1.非PAG組分的質(zhì)的變化

　　添加劑組分無(wú)逆溶性，始終平均分布在溶液中，加上其濃度低，受高溫影響少，因此，生產(chǎn)中發(fā)生變質(zhì)的量也少，變質(zhì)產(chǎn)物也基本不揮發(fā)。添加劑組分的質(zhì)的變化，通常只降低淬火液的防銹和防腐敗性以及消泡性等輔助性能，而基本不影響淬火液的冷卻性能。

　　2.添加劑組分量的變化

　　前面談到，淬火工件帶走的液體中，PAG組分的相對(duì)濃度往往高于淬火液的平均值。因此，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的淬火液，添加劑組分的相對(duì)濃度總是比新配制的高。然而，生產(chǎn)中作補(bǔ)充的淬火劑通常具有固定的組分比例。于是，淬火液使用得越久，淬火量越大，以及淬火劑補(bǔ)充量越多，淬火液中添加劑及其變質(zhì)殘留物的相對(duì)濃度越高。相反，有效PAG組分的相對(duì)濃度也就越低。

　　3.自來(lái)水含可溶物的積累

　　自來(lái)水中加入PAG淬火劑而配制成PAG淬火液，因此自來(lái)水也是這種淬火液的組分。生產(chǎn)中，自來(lái)水容易揮發(fā)，需要經(jīng)常補(bǔ)充。自來(lái)水不是蒸餾水，其中總含有少量但多種水以外的物質(zhì)。使用中，水揮發(fā)后，原來(lái)溶解在其中的不揮發(fā)物質(zhì)將留下來(lái)。結(jié)果，水中這些可溶物及其在使用中的可溶變質(zhì)殘留物的濃度會(huì)增高。這些物質(zhì)在水中積累起來(lái)，濃度會(huì)越來(lái)越高。時(shí)間一長(zhǎng)，有的得到飽和，更多的部分就進(jìn)入沉渣中。

　　4.外來(lái)污染物

　　除淬火劑和水外，生產(chǎn)中不免會(huì)給淬火液帶進(jìn)其他物質(zhì)。如工件帶入的氧化皮，以及現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的可溶和不可溶物質(zhì)。其中的不溶物有的形成沉渣，有的懸浮在淬火液中?？扇芪镆渤蔀槿芤旱慕M分，并通過(guò)積累使?jié)舛仍龃?。這些可溶和不溶的外來(lái)物質(zhì)就構(gòu)成淬火液中的外來(lái)污染物。外來(lái)污染物基本不影響淬火液的冷卻特性，但其中的可溶物會(huì)增大溶液的折光率。

　　三、常見(jiàn)濃度測(cè)量方法

　　當(dāng)前，使用PAG淬火劑的工廠用來(lái)測(cè)量濃度的方法有折光儀法、粘度法和真實(shí)濃度法。根據(jù)上述PAG淬火液的變化規(guī)律，下面逐一對(duì)這三種方法加以評(píng)價(jià)。

　　1.折光儀濃度法

　　所有溶解進(jìn)水中的物質(zhì)都會(huì)改變水溶液的折光率。溶質(zhì)對(duì)溶液折光率的貢獻(xiàn)與其在該溶液中的濃度成正比，而溶液的總的折光率又是各溶質(zhì)對(duì)溶液折光率的貢獻(xiàn)的簡(jiǎn)單疊加值。根據(jù)這種規(guī)律，用折光儀測(cè)出的將是溶液中所有溶質(zhì)的總的折光率。因此，新配制的PAG淬火液的折光率是其中的PAG聚合物組分和添加劑組分的折光率之和。如圖1中A所示。前面談到，淬火液使用后，PAG聚合物的相對(duì)濃度會(huì)降低，而添加劑組分的相對(duì)濃度則要升高。同時(shí)，由于水分揮發(fā)，自來(lái)水中的可溶物質(zhì)的濃度也會(huì)升高。此外，淬火液不免要受到污染，可溶污染物也要增大溶液的折光率。這樣，使用后淬火液的折光率就是由聚合物、添加劑、水的自身污染和外來(lái)污染物等四部分對(duì)折光率的貢獻(xiàn)相加而成的。如圖1中B所示?？梢钥闯?，生產(chǎn)中用折光儀測(cè)量淬火液濃度時(shí)，為了保持一定的PAG濃度，必須使用更高的折光儀讀數(shù)濃度。淬火液的使用時(shí)間越長(zhǎng)，淬火量越多，污染越嚴(yán)重，要求的折光儀濃度就越高。不明白這個(gè)道理，繼續(xù)按新配制淬火液時(shí)的折光儀讀數(shù)控制淬火液濃度，就會(huì)因其中PAG聚合物濃度偏低，冷卻速度偏快而引起淬火開(kāi)裂。

　　2.粘度測(cè)量法

　　PAG淬火液的粘度隨淬火劑的濃度增高而增大。在PAG淬火劑中，PAG聚合物組分對(duì)淬火液的粘度提高起著決定性的作用，而其他組分(包括污染物)的影響相當(dāng)小。因此，用測(cè)量粘度的辦法能比較好地排除其他組分的影響，測(cè)量出溶液中PAG組分的濃度。但是，對(duì)于使用較久的PAG淬火液，用粘度測(cè)量法會(huì)高估了溶液中的有效濃度?？赡艹霈F(xiàn)的危險(xiǎn)仍然是溶液冷卻速度過(guò)快。

　　3.真實(shí)濃度測(cè)量法

　　真實(shí)濃度測(cè)量法是北京華立精細(xì)化工公司首先提出來(lái)的。這種方法是利用PAG聚合物特有的逆溶性，采用加熱分離的辦法，把溶液中有逆溶性的聚合物與無(wú)逆溶性的其他組分分開(kāi)來(lái)，再計(jì)算淬火液濃度的折光儀測(cè)試法。由于能測(cè)定溶液中有逆溶性的聚合物濃度，因此能在稍長(zhǎng)的使用時(shí)間內(nèi)比較好地測(cè)量和控制淬火液濃度。由于不受其他組分含量多少的影響，而且只需用一只普通的折光儀，應(yīng)當(dāng)說(shuō)它是比較好的測(cè)定溶液中PAG總量的方法。但是，也同粘度測(cè)量法一樣，只按這種方法控制濃度，時(shí)間一久，實(shí)際的冷卻速度會(huì)偏高。因此，如不加以注意，也有淬裂危險(xiǎn)。

　　4.關(guān)于PAG淬火液的有效濃度

　　淬火冷卻中，不僅能從工件周?chē)^(guò)濁點(diǎn)的水中脫溶出來(lái)，而且還可能同其他脫溶出來(lái)的PAG聚合物一起粘附在工件表面上，這部分PAG的濃度，我們把它叫做有效濃度。取淬火液在燒杯中作加熱試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新配制的淬火液，當(dāng)被加熱到沸騰溫度時(shí)，脫溶出來(lái)的聚合物能全部呈絮狀團(tuán)聚在一起，并因裹帶了水蒸氣而首先浮在液面上。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的PAG淬火液被加熱到沸騰溫度時(shí)，就可能有一部分脫溶出來(lái)的聚合物不是與其他聚合物相聚成絮狀，而是獨(dú)自像雪花一樣下沉到杯底。這樣的淬火液，用粘度法或真實(shí)濃度法測(cè)量的濃度雖較高，但其冷卻特性與較低濃度的新配淬火液相當(dāng)。顯然，呈雪花狀下沉的那部分聚合物就屬于非有效部分。采用粘度法或真實(shí)濃度法都不能將非有效聚合物分開(kāi)，因而也不能準(zhǔn)確地控制經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的淬火液的冷卻特性。