聚乙烯醇合成淬火剂的分析介绍

聚乙烯醇合成淬火剂

1 范围

本标准规定了聚乙烯醇合成淬火剂的技术条件。

本标准适用于钢件淬火冷却用的聚合物水溶性淬火介质——以聚乙烯醇为主要成分的合成淬火剂。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 6680 液体化工产品采样通则

GB/T 8121 热处理工艺材料术语

GB/T 8170 数值修约与极限数值的表示和判定

GB 8978 污水综合排放标准

JB/T 4392—2011 聚合物水溶性淬火介质测定方法

3 术语和定义

GB/T 8121中确立的术语和定义适用于本标准。

4 配制原料

配制合成淬火剂采用的主要原料为17-88聚乙烯醇（白色固体粉末）。其分子结构式为：

5 基本组成

聚乙烯醇合成淬火剂的基本组成见表1。

表1 聚乙烯醇合成淬火剂的基本组成

5 基本组成

聚乙烯醇合成淬火剂的基本组成见表1。

表1 聚乙烯醇合成淬火剂的基本组成

注：产品供应状态为浓缩液。

6 技术要求

聚乙烯醇合成淬火剂的技术要求应符合表2的要求。

表2 聚乙烯醇合成淬火剂的技术要求

注：产品供应状态为浓缩液。

6 技术要求

聚乙烯醇合成淬火剂的技术要求应符合表2的要求。

表2 聚乙烯醇合成淬火剂的技术要求

7 试验方法

按JB/T 4392中规定的方法测定。

8 检验规则

8.1本标准规定的所有项目为出厂检验项目。

8.2 产品按批交付，一次交付的同一规格、同一批号的产品为一交付批。每批产品不超过10t。

8.3 按GB/T 6680的规定采样。在存放过程中采样时，将一根内径为10～14mm、两端开口的洁净的玻璃管缓慢地插入容器中部，然后将玻璃管上端堵住，将管内液体移至一清洁的样品瓶内。取样总量不少于2000mL。充分混匀后，分装于两个有盖的玻璃瓶中，一瓶用于检验，一瓶保存三个月备查。8.4 聚乙烯醇合成淬火剂应由生产厂的质量监督检验部门按照本标准的规定进行检验，生产厂应保证所有出厂的聚乙烯醇合成淬火剂都符合本标准的要求。

8.5 使用单位有权按照本标准的规定对所收到的聚乙烯醇合成淬火剂进行验收，验收应在货到之日起15天内进行。

8.6 检验项目中，如有不合格，应在同批产品中加倍抽样对不合格项目进行复验，复验结果仍有不合格，则该批产品为不合格批，并不得交付和验收。

8.7 采用GB/T 8170规定的修约值比较法，判定检验结果是否符合标准。

9 包装、标志、贮存和运输

9.1 包装、标志

9.1.1 包装用200L铁桶或塑料桶。也可根据需方要求采用其他包装。

9.1.2 包装上应标明产品名称、商标、执行标准号、批号、生产日期、净含量和生产商信息等。

9.2 贮存及运输

贮存及运输时应有防晒、防热、防潮、防冻的保护措施，存放于干燥阴凉处，存放温度为室温，但不得超过35℃。

9.3 保存期

产品在符合本标准包装、运输和贮存要求的条件下，自生产之日起保存期为六个月。逾期应重新检验是否符合本标准要求。

10 使用、更换及排放要求

10.1 在使用过程中，应避免带入盐和碱等无机盐。对淬火液用测pH值的方法进行管理，pH值范围应控制在6.5～7.5。

10.2 在对淬火液温度、搅拌进行严格控制及配备沉淀、过滤装置，在保持淬火液清净、无腐蚀的情况下，使用寿命应不低于3个月，各热处理生产现场可根据具体生产情况进行更换。

10.3 更换新淬火液时，必须考虑旧液排放的污染问题。经处理达到GB8978规定方可直接排放。

附录A

（资料性附录）

聚乙烯醇合成淬火剂使用说明

A.1 聚乙烯醇合成淬火剂的适用范围

A.1.1 聚乙烯醇合成淬火剂主要适用于钢件表面淬火的喷射冷却或浸入冷却，也可以用于气氛炉加热整体淬火冷却；一般不用于盐浴炉加热的淬火冷却（由于淬火工件带入大量无机盐，会引起聚乙烯醇的分解及凝胶现象）。

A.1.2 聚乙烯醇合成淬火剂主要适用于低中碳钢和低中合金钢零件的整体或感应淬火。具体钢种可根据其工件的几何形状、尺寸大小以及技术条件的要求等，并结合淬火剂在不同浓度和温度下的冷却性能加以综合考虑，或进行试验来确定。聚乙烯醇合成淬火剂进行淬火冷却的推荐钢种及适用范围见表A.1。

表A.1 聚乙烯醇合成淬火剂的适用范围

7 试验方法

按JB/T 4392中规定的方法测定。

8 检验规则

8.1本标准规定的所有项目为出厂检验项目。

8.2 产品按批交付，一次交付的同一规格、同一批号的产品为一交付批。每批产品不超过10t。

8.3 按GB/T 6680的规定采样。在存放过程中采样时，将一根内径为10～14mm、两端开口的洁净的玻璃管缓慢地插入容器中部，然后将玻璃管上端堵住，将管内液体移至一清洁的样品瓶内。取样总量不少于2000mL。充分混匀后，分装于两个有盖的玻璃瓶中，一瓶用于检验，一瓶保存三个月备查。8.4 聚乙烯醇合成淬火剂应由生产厂的质量监督检验部门按照本标准的规定进行检验，生产厂应保证所有出厂的聚乙烯醇合成淬火剂都符合本标准的要求。

8.5 使用单位有权按照本标准的规定对所收到的聚乙烯醇合成淬火剂进行验收，验收应在货到之日起15天内进行。

8.6 检验项目中，如有不合格，应在同批产品中加倍抽样对不合格项目进行复验，复验结果仍有不合格，则该批产品为不合格批，并不得交付和验收。

8.7 采用GB/T 8170规定的修约值比较法，判定检验结果是否符合标准。

9 包装、标志、贮存和运输

9.1 包装、标志

9.1.1 包装用200L铁桶或塑料桶。也可根据需方要求采用其他包装。

9.1.2 包装上应标明产品名称、商标、执行标准号、批号、生产日期、净含量和生产商信息等。

9.2 贮存及运输

贮存及运输时应有防晒、防热、防潮、防冻的保护措施，存放于干燥阴凉处，存放温度为室温，但不得超过35℃。(www.xing528.com)

9.3 保存期

产品在符合本标准包装、运输和贮存要求的条件下，自生产之日起保存期为六个月。逾期应重新检验是否符合本标准要求。

10 使用、更换及排放要求

10.1 在使用过程中，应避免带入盐和碱等无机盐。对淬火液用测pH值的方法进行管理，pH值范围应控制在6.5～7.5。

10.2 在对淬火液温度、搅拌进行严格控制及配备沉淀、过滤装置，在保持淬火液清净、无腐蚀的情况下，使用寿命应不低于3个月，各热处理生产现场可根据具体生产情况进行更换。

10.3 更换新淬火液时，必须考虑旧液排放的污染问题。经处理达到GB8978规定方可直接排放。

附录A

（资料性附录）

聚乙烯醇合成淬火剂使用说明

A.1 聚乙烯醇合成淬火剂的适用范围

A.1.1 聚乙烯醇合成淬火剂主要适用于钢件表面淬火的喷射冷却或浸入冷却，也可以用于气氛炉加热整体淬火冷却；一般不用于盐浴炉加热的淬火冷却（由于淬火工件带入大量无机盐，会引起聚乙烯醇的分解及凝胶现象）。

A.1.2 聚乙烯醇合成淬火剂主要适用于低中碳钢和低中合金钢零件的整体或感应淬火。具体钢种可根据其工件的几何形状、尺寸大小以及技术条件的要求等，并结合淬火剂在不同浓度和温度下的冷却性能加以综合考虑，或进行试验来确定。聚乙烯醇合成淬火剂进行淬火冷却的推荐钢种及适用范围见表A.1。

表A.1 聚乙烯醇合成淬火剂的适用范围

（续）

（续）

A.2 聚乙烯醇合成淬火剂稀溶液的配制

聚乙烯醇合成淬火剂供应状态为浓缩液。使用时要加水稀释成不同含量的水溶液（以下简称淬火液）。配制方法见公式（A.1）：

M=NW/P （A.1）

式中 M——合成淬火剂浓缩液的质量（kg）；

N——所要配制淬火液的含量（质量分数，%）；

W——所配淬火液的质量（kg）；

P——合成淬火剂的实际含量（质量分数，%）。

A.3 淬火液含量的测定

A.3.1 由于赤热的工件不断地与淬火液接触，淬火液中聚乙烯醇的含量也随着变化，一般随着使用时间的增长，淬火液的有效含量逐渐降低，冷却性能也随着改变（见图A.1、图A.2）。

A.2 聚乙烯醇合成淬火剂稀溶液的配制

聚乙烯醇合成淬火剂供应状态为浓缩液。使用时要加水稀释成不同含量的水溶液（以下简称淬火液）。配制方法见公式（A.1）：

M=NW/P （A.1）

式中 M——合成淬火剂浓缩液的质量（kg）；

N——所要配制淬火液的含量（质量分数，%）；

W——所配淬火液的质量（kg）；

P——合成淬火剂的实际含量（质量分数，%）。

A.3 淬火液含量的测定

A.3.1 由于赤热的工件不断地与淬火液接触，淬火液中聚乙烯醇的含量也随着变化，一般随着使用时间的增长，淬火液的有效含量逐渐降低，冷却性能也随着改变（见图A.1、图A.2）。

图A.1 不同含量聚乙烯醇水溶液在30℃静止状态下的冷却过程曲线（温度-时间的函数关系）

图A.1 不同含量聚乙烯醇水溶液在30℃静止状态下的冷却过程曲线（温度-时间的函数关系）

图A.2 不同含量聚乙烯醇水溶液在30℃静止状态下的冷却速度曲线（温度-冷却速度的函数关系）

A.3.2 为了保证热处理工件的质量，必须使淬火液中聚乙烯醇的含量稳定在一个适当的范围内，由于淬火液中含聚乙烯醇量很少，一般在0.1%～0.5%范围内，因此采用测量比重值、折光率的方法难以准确控制其含量，应按JB/T 4392—2011中第4章的规定，采用烘干称重进行测定。

A.3.3 在连续生产时，至少每周取样测定一次。根据测定结果可对淬火液的含量及时进行调整，以保持含量的稳定。

A.4 淬火液温度的控制

A.4.1 淬火液温度变化时，其冷却性能有明显的改变（见图A.3、图A.4）；液温增高，冷却速度减慢；当液温高于50℃时，冷却速度大幅度地降低，往往会出现不完全淬火及硬度偏低的现象。因此一般情况下，淬火液的使用温度不应超过45℃。

图A.2 不同含量聚乙烯醇水溶液在30℃静止状态下的冷却速度曲线（温度-冷却速度的函数关系）

A.3.2 为了保证热处理工件的质量，必须使淬火液中聚乙烯醇的含量稳定在一个适当的范围内，由于淬火液中含聚乙烯醇量很少，一般在0.1%～0.5%范围内，因此采用测量比重值、折光率的方法难以准确控制其含量，应按JB/T 4392—2011中第4章的规定，采用烘干称重进行测定。

A.3.3 在连续生产时，至少每周取样测定一次。根据测定结果可对淬火液的含量及时进行调整，以保持含量的稳定。

A.4 淬火液温度的控制

A.4.1 淬火液温度变化时，其冷却性能有明显的改变（见图A.3、图A.4）；液温增高，冷却速度减慢；当液温高于50℃时，冷却速度大幅度地降低，往往会出现不完全淬火及硬度偏低的现象。因此一般情况下，淬火液的使用温度不应超过45℃。

图A.3 0.1%聚乙烯醇水溶液在不同温度下的冷却过程曲线（温度-时间的函数关系）

图A.3 0.1%聚乙烯醇水溶液在不同温度下的冷却过程曲线（温度-时间的函数关系）

图A.4 0.1%聚乙烯醇水溶液在不同温度下的冷却速度曲线（温度-冷却速度的函数关系）

A.4.2 为了控制淬火液的温度，应在淬火槽内设置冷却器、加热器以及循环装置，也可在淬火槽中放置蛇形管供加热或冷却用。尽量避免采用表面接触电加热器或烧红的铁块等进行加热，以防止槽中聚乙烯醇大量的烧损和分解。

A.5 淬火液的消泡、防腐和防锈

A.5.1 淬火液的消泡

A.5.1.1 在使用过程中，由于淬火液的喷淋、循环、搅动等容易产生大量泡沫，造成淬火冷却不均匀，影响工件淬火质量。因此，在生产中应采用技术规格适宜的循环泵，扬程不宜过高，不应超过30m。采用螺旋桨搅拌时，转速应控制在450r/min以下。

A.5.1.2 如果需要进一步消除泡沫，可加入少量的消泡剂，直接滴入淬火槽中。所用消泡剂加入量应小于0.01%。

A.5.2 淬火液的防腐

A.5.2.1 淬火液在静止条件下遇真菌易繁殖，会逐渐产生臭味，颜色变黑，以致失效。为了防止槽中和管道内真菌在液体中的繁殖，淬火槽应加盖防止槽液被污染，使用过程中，应避免灰尘、油污、杂物等掉入槽液中。淬火液长期不用时，应做到淬火液每天搅动或循环一次，以延长淬火液使用寿命。

A.5.2.2 当因气温过高欲进一步提高防腐效果时，可向槽中加入少量防腐剂。

A.5.3 淬火液的防锈

A.5.3.1 淬火液含有一定的防锈剂，具有较好的防锈性能，但在高温、高湿季节里，工件淬火后有时会生锈，在淬火操作中可以采取控制工件的淬火终冷温度的办法，使工件表面残存的水分尽快蒸发掉。通常淬火终冷温度应控制在150～250℃左右，在不影响工件淬火技术条件时，可适当调整。

A.5.3.2 对于形状复杂、尺寸较小的工件，当淬火终冷温度难以控制时，可在淬火槽中加入少量防锈剂，能显著提高防锈效果。

图A.4 0.1%聚乙烯醇水溶液在不同温度下的冷却速度曲线（温度-冷却速度的函数关系）

A.4.2 为了控制淬火液的温度，应在淬火槽内设置冷却器、加热器以及循环装置，也可在淬火槽中放置蛇形管供加热或冷却用。尽量避免采用表面接触电加热器或烧红的铁块等进行加热，以防止槽中聚乙烯醇大量的烧损和分解。

A.5 淬火液的消泡、防腐和防锈

A.5.1 淬火液的消泡

A.5.1.1 在使用过程中，由于淬火液的喷淋、循环、搅动等容易产生大量泡沫，造成淬火冷却不均匀，影响工件淬火质量。因此，在生产中应采用技术规格适宜的循环泵，扬程不宜过高，不应超过30m。采用螺旋桨搅拌时，转速应控制在450r/min以下。

A.5.1.2 如果需要进一步消除泡沫，可加入少量的消泡剂，直接滴入淬火槽中。所用消泡剂加入量应小于0.01%。

A.5.2 淬火液的防腐

A.5.2.1 淬火液在静止条件下遇真菌易繁殖，会逐渐产生臭味，颜色变黑，以致失效。为了防止槽中和管道内真菌在液体中的繁殖，淬火槽应加盖防止槽液被污染，使用过程中，应避免灰尘、油污、杂物等掉入槽液中。淬火液长期不用时，应做到淬火液每天搅动或循环一次，以延长淬火液使用寿命。

A.5.2.2 当因气温过高欲进一步提高防腐效果时，可向槽中加入少量防腐剂。

A.5.3 淬火液的防锈

A.5.3.1 淬火液含有一定的防锈剂，具有较好的防锈性能，但在高温、高湿季节里，工件淬火后有时会生锈，在淬火操作中可以采取控制工件的淬火终冷温度的办法，使工件表面残存的水分尽快蒸发掉。通常淬火终冷温度应控制在150～250℃左右，在不影响工件淬火技术条件时，可适当调整。

A.5.3.2 对于形状复杂、尺寸较小的工件，当淬火终冷温度难以控制时，可在淬火槽中加入少量防锈剂，能显著提高防锈效果。