使用PAG淬火介質(zhì)的工廠普遍遇到諸如：

　　1、為什么長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有辦法做去污更新等實(shí)際問題。

　　事實(shí)上，這類問題都與淬火液的變化密切相關(guān)。因此認(rèn)識和解決這類問題要從了解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：一類是其冷卻性能上的變化，另一類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淬火液的冷卻特性幾乎沒有影響。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使聚合物的量減少。淬火過程中，工件周圍液溫升高，PAG聚合物從溶液中脫溶出來并靠其潤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。工件冷卻下來后，粘附在工件表面的聚合物又會回溶到淬火液中?；厝苄枰欢〞r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。長期、大量淬火后，淬火液中PAG的相對濃度必然逐漸降低，而其他添加劑組分的相對含量就隨之增長。因此，回溶得越充分，淬火液中PAG組分的相對減少就越慢，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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的PAG斷鏈產(chǎn)物也將不再具有原來調(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，淬火液使用的時間越長，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組分的相對濃度往往高于淬火液的平均值。因此，經(jīng)過長期使用的淬火液，添加劑組分的相對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)殘留物的相對濃度越高。相反，有效PAG組分的相對濃度也就越低。

　　3.自來水含可溶物的積累

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

　　4.外來污染物

　　除淬火劑和水外，生產(chǎn)中不免會給淬火液帶進(jìn)其他物質(zhì)。如工件帶入的氧化皮，以及現(xiàn)場常見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，并通過積累使?jié)舛仍龃?。這些可溶和不溶的外來物質(zhì)就構(gòu)成淬火液中的外來污染物。外來污染物基本不影響淬火液的冷卻特性，但其中的可溶物會增大溶液的折光率。

　　三、常見濃度測量方法

　　當(dāng)前，使用PAG淬火劑的工廠用來測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，下面逐一對這三種方法加以評價。

　　1.折光儀濃度法

　　所有溶解進(jìn)水中的物質(zhì)都會改變水溶液的折光率。溶質(zhì)對溶液折光率的貢獻(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)對溶液折光率的貢獻(xiàn)的簡單疊加值。根據(jù)這種規(guī)律，用折光儀測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聚合物的相對濃度會降低，而添加劑組分的相對濃度則要升高。同時，由于水分揮發(fā)，自來水中的可溶物質(zhì)的濃度也會升高。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污染物等四部分對折光率的貢獻(xiàn)相加而成的。如圖1中B所示?？梢钥闯?，生產(chǎn)中用折光儀測量淬火液濃度時，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。淬火液的使用時間越長，淬火量越多，污染越嚴(yán)重，要求的折光儀濃度就越高。不明白這個道理，繼續(xù)按新配制淬火液時的折光儀讀數(shù)控制淬火液濃度，就會因其中PAG聚合物濃度偏低，冷卻速度偏快而引起淬火開裂。

　　2.粘度測量法

　　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，用測量粘度的辦法能比較好地排除其他組分的影響，測量出溶液中PAG組分的濃度。但是，對于使用較久的PAG淬火液，用粘度測量法會高估了溶液中的有效濃度?？赡艹霈F(xiàn)的危險仍然是溶液冷卻速度過快。

　　3.真實(shí)濃度測量法

　　真實(shí)濃度測量法是北京華立精細(xì)化工公司首先提出來的。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逆溶性的其他組分分開來，再計算淬火液濃度的折光儀測試法。由于能測定溶液中有逆溶性的聚合物濃度，因此能在稍長的使用時間內(nèi)比較好地測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)說它是比較好的測定溶液中PAG總量的方法。但是，也同粘度測量法一樣，只按這種方法控制濃度，時間一久，實(shí)際的冷卻速度會偏高。因此，如不加以注意，也有淬裂危險。

　　4.關(guān)于PAG淬火液的有效濃度

　　淬火冷卻中，不僅能從工件周圍超過濁點(diǎn)的水中脫溶出來，而且還可能同其他脫溶出來的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，脫溶出來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)過長期使用的PAG淬火液被加熱到沸騰溫度時，就可能有一部分脫溶出來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，因而也不能準(zhǔn)確地控制經(jīng)過長期使用的淬火液的冷卻特性。