PAG是英文名稱的縮寫，在英文中PAG有三種寫法。由于中文譯名的混亂，尤其譯為聚乙二醇更為不規(guī)范，由于在中文中已有聚乙二醇(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，工件四周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，這對于減少PAG的帶出量，對穩(wěn)定淬火介質(zhì)的冷卻能力有著重要的意義。有很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，只有溫度下降很多之后，才能溶回溶液。

　　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，有很多優(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，有利于操縱者身體健康。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)行本錢。

　　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，因此采用折光儀輕易檢測它的濃度，保持穩(wěn)定的冷卻能力。

　　6)通過對濃度，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。

　　 PAG淬火介質(zhì)的缺點(diǎn)

　　1)PAG對溫度比油敏感，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)常地檢測工作液的濃度，并且定期校對濃度系數(shù)。

　　3)PAG對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)。

　　 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，有益于操縱者身體健康，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)從本錢上考慮。采用5-15%的PAG代油僅是油的1/6-1/2用度。

　　 PAG和淬火油冷卻性能的對比(典型冷卻性能數(shù)據(jù))

　　5.1.國家石化行標(biāo)SH/T0220測試

　　按照日本通行的慣例，水溶性淬火介質(zhì)400-150℃均勻冷卻速度在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))都是熱處理油的測試標(biāo)準(zhǔn)，用來測試水基淬火介質(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))測試

　　5-20%PAG、水、32號機(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試的冷卻性能，而實(shí)際淬火中都有攪拌。

　　 PAG適用范圍

　　PAG適用于下列爐型：空氣氣氛爐、保護(hù)氣氛爐、滲碳爐、碳氮共滲爐、感應(yīng)加熱爐以及活動(dòng)粒子爐?？捎糜谡w淬火和感應(yīng)淬火，不推薦用于鹽浴爐，尤其是含鋇的鹽浴爐。

　　PAG適用于水淬火的鋼和大多數(shù)用油淬火的合金鋼，但不推薦用于高速鋼等合金量很高的鋼種。

　　選用濃度的基本因素是工件和設(shè)備。

　　1)工件因素

　　材質(zhì)：中碳結(jié)構(gòu)鋼：5-10%

　　高碳結(jié)構(gòu)鋼：10-15%

　　合金鋼：15-25%

　　尺寸：小尺寸選用稍高的濃度，大尺寸選用稍低的濃度。

　　外形：復(fù)雜外形選用稍高的濃度，簡單外形選用稍低的濃度。

　　硬度要求：要求硬度高選用稍低的濃度，要求硬度低選用稍高的濃度。

　　2)設(shè)備因素

　　淬火批量：周期爐一次批量大或連續(xù)爐單位時(shí)間淬火量大，選用稍低的濃度;周期爐一次批量小或連續(xù)爐單位時(shí)間淬火量小，選用稍高的濃度。

　　攪拌程度：攪拌程度高，選用稍高的濃度：攪拌程度低，選用稍低的濃度。

　　溫度控制：工作液溫度高，選用稍低的濃度;運(yùn)行溫度低，選用稍高的濃度。

　　 濃度的控制

　　7.1.工作液的配制

　　推薦使用自來水配制PAG工作液。地下水或其它水源的硬度可能偏高，這會(huì)降低工作液的有效濃度。算出所需的PAG總量，放進(jìn)淬火槽中，加進(jìn)所需要的水，開啟攪拌至均勻后，測定濃度達(dá)標(biāo)后即可使用。假如尚未達(dá)標(biāo)，可微調(diào)后使用。7.2.濃度的測定和控制

　　7.2.1.折光儀測定

　　采用手持糖度折光儀測定BX值，乘以濃度系數(shù)2.5，得到工作液的百分比濃度。首先，用配制工作液的自來水(室溫)將折光儀的BX值校準(zhǔn)為零(“0”)。然后，測定工作液(室溫)的BX值。留意，每一次測試之后，要用自來水沖洗到玻璃和蓋板上沒有殘留的工作液，用脫脂棉將它們擦干后，進(jìn)行下一次的測試。

　　一般選用BX值為0-10或0-15的折光儀，分辨度應(yīng)為0.2BX，最好為0.1BX。

　　工作液受到污染后，BX值可能增加，這時(shí)測試到的濃度比實(shí)際濃度要高，濃度系數(shù)應(yīng)該向小的方向修正。可以用運(yùn)動(dòng)粘度的方法加以修正?；蛘哂美鋮s性能測試方法加以修正。

　　7.2.2.用運(yùn)動(dòng)粘度測定濃度

　　由于工作液的污染不影響運(yùn)動(dòng)粘度，因此可以用運(yùn)動(dòng)粘度來修正濃度系數(shù)。通常工作液服役一段時(shí)間后(一般二、三個(gè)月)就應(yīng)該作一次修正?？蛻艨梢栽诋?dāng)?shù)厥筒糠譁y定最初工作液的運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)以及服役后的運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)，參照BX值即可確定修正后的濃度系數(shù)。也可以交給供給商測定。還可以從供給商提供的運(yùn)動(dòng)粘度/濃度表和圖查出工作液的實(shí)際濃度，求出修正后的濃度系數(shù)。

　　7.2.3.用冷卻性能測定濃

　　對照工作液服役前后的冷卻性能，參考表3和表4，確定現(xiàn)役工作液的實(shí)際濃度，求出修正系數(shù)。

　　7.2.4.用硬度法確定修正系數(shù)

　　根據(jù)自身的工藝條件，選定標(biāo)準(zhǔn)試樣的材質(zhì)和尺寸。根據(jù)工作液服役前后標(biāo)準(zhǔn)試樣的硬度或硬度U曲線來修正濃度系數(shù)。工件本身的硬度變化也是修正濃度系數(shù)的根據(jù)。

　　7.2.5.選定濃度的工藝試驗(yàn)

　　假如是第一次選用水溶性淬火介質(zhì)，這個(gè)試驗(yàn)是非常必要的和非常重要的。可供參考的建議是：首選的濃度為5%，用于中碳結(jié)構(gòu)鋼;首選的濃度為10%，用于其它鋼材。首次淬火后，假如硬度偏低，應(yīng)該加水降低濃度，進(jìn)步冷卻能力，直至找到合適的濃度;假如出現(xiàn)過大的畸變甚至開裂，則應(yīng)進(jìn)步濃度，再試，直至找到合適的濃度。有時(shí)還要對工件的加熱規(guī)范和冷卻規(guī)范作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

　　在進(jìn)行工藝試驗(yàn)時(shí)，要特別留意到溫度和攪拌。

　　為了使某個(gè)濃度適用于多種鋼材和工件，有必要對工藝進(jìn)行調(diào)整。

　　7.2.6.濃度范圍的控制

　　采用折光儀監(jiān)測工作液，濃度波動(dòng)應(yīng)該控制在±0.5%范圍內(nèi)，即+0.2BX值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)應(yīng)該及時(shí)加水或加JB-W4，調(diào)整到預(yù)定的數(shù)值。工作液長期服役后應(yīng)該及時(shí)按照上述方法修正濃度系數(shù)。

　　 溫度的控制

　　JB-W4使用溫度通?？刂圃?0-50℃。溫度下降會(huì)進(jìn)步冷卻能力。為了獲得均勻的冷卻能力，溫度應(yīng)該控制在較窄的范圍。例如，30±10℃，35±lO℃，40±10℃。溫度范圍主要取決于濃度，硬度要求和攪拌程度。對于相同的硬度，濃度高則溫度可稍低，攪拌程度稍大;濃度低則溫度可稍高，攪拌程度稍小。

　　 攪拌的控制

　　攪拌可以使工作液各處的溫度和濃度均勻一致，使不同部位的工件獲得均勻一致的冷卻效果。攪拌還可以減緩工作液的變質(zhì)速度。

　　攪拌可以破壞蒸汽膜而提前進(jìn)進(jìn)沸騰階段，進(jìn)步高溫區(qū)的冷卻能力，對低溫區(qū)的冷卻能力影響不大。螺施槳優(yōu)于水泵攪拌，不推薦氣泵攪拌。氣泵可能引進(jìn)氣泡，產(chǎn)生軟點(diǎn)或軟帶。

　　要經(jīng)常監(jiān)測工作液的不溶物的含量，定期或不定期的將它們清除出往，不能讓它們影響攪拌的正常進(jìn)行。

　　最近幾年來，PAG廣泛用于制釘行業(yè)的網(wǎng)帶爐。由于一般的網(wǎng)帶爐都是為淬火油設(shè)計(jì)的，所以改為PAG時(shí)，要特別關(guān)注淬火工件落料槽的冷卻能力。工作液的攪拌系統(tǒng)或循環(huán)系統(tǒng)，對落料槽包裹著的工作液的影響不大，這部分工作液可能由于攪拌效果不好而過熱，降低了落料槽內(nèi)工作液的冷卻能力，會(huì)出現(xiàn)個(gè)別的藍(lán)色軟釘。必要時(shí)，在工作液中的落料槽四壁上布滿足夠的孔，增加攪拌的效果。假如仍有藍(lán)色軟釘出現(xiàn)，可以增加一部水泵直接打進(jìn)落料槽內(nèi)。

　　工作液的污染

　　油類的污染：工廠用油盡大多數(shù)(乳化油除外)不溶于水，而且浮于水面，原則上不影響冷卻能力。但是在從上面提取樣品中會(huì)含有油，它會(huì)增加BX值。最好用燒杯提取樣品，將油倒掉后再測試BX值。假如工件攜帶的油含有乳化劑，引起了工作液乳化，應(yīng)該先將工件清洗。

　　作為碳?xì)浠衔锏挠停俏⑸锏臓I養(yǎng)，易于造成工作液的腐敗，應(yīng)該及時(shí)加以清除?？梢杂敏せ⑵淦餐?，或用舊報(bào)紙將其吸除。

　　不溶固體顆粒：主要是氧化皮，碳黑，灰塵等。只要它們不影響正常的攪拌或循環(huán)，就不影響冷卻能力。懸浮在工作液中的固體顆粒會(huì)增加BX值。過多的固體顆粒會(huì)堵塞噴射孔和管路。大量的沉渣應(yīng)該定期從底部撈走，懸浮的固體顆粒應(yīng)該用過濾器除往。

　　可溶性物質(zhì)：由于添加的水都含有金屬離子，它們在水蒸發(fā)后富集于工作液中，影響冷卻能力，增加BX值。另外混進(jìn)的NaC1，Na2CO3 NaOH等都影響冷卻能力，增加BX值。因此應(yīng)該盡量避免可溶性鹽和堿的混進(jìn)。