[发明专利]风力发电大规格高强度螺栓用水溶性淬火介质的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淬火介质，尤其涉及一种淬火介质的控制方法。

背景技术

风力发电大规格(M42～M64)高强度螺栓要求淬火后获得90％以上的马氏体，淬火后硬度≥HRC48。国内不少工厂用机械油作为淬火介质，对中小型合金钢零件，可达到一定的淬火目的。但对于大规格合金钢件，淬火油中淬火后表面硬度很低，在某种意义上只是细化组织而已，根本达不到该钢的应有硬度，而且淬不透，根本原因是油的冷却能力小。同时使用油淬火的损耗大，产生烟雾，污染环境，甚至有着火危险，造成不必要的损失。而用水淬火，冷却能力又太强，会导致畸变过大甚至开裂。

选用水溶性淬火介质，通过对浓度、温度和搅拌程度的控制，可以得到从水到油不同的冷却能力。水溶性淬火介质在水中的浓度越低，冷却速度就越快，所以控制水溶性淬火介质在水中的浓度，可满足碳钢(小型件)，低碳钢低合金结构钢如20Cr、20CrMo、20CrMnTi，中碳低合金结构钢如40Cr、42CrMo、30CrMo、35CrMo等钢件的淬火冷却，以及高合金钢如1Cr13、2Cr13的淬火冷却。在水中加入适当的淬火介质其冷却速度是淬火油的2～2.5倍，钢的表面硬度和硬化深度要比油淬大得多，钢的内部组织也比油淬细化得多。

水溶性淬火介质为高分子聚合物，与水相互溶解，溶解性很高，在水中溶解后的溶液，性质稳定，不会变质老化，不会发生沉淀，淬火冷却时无味，无烟气，淬火工作场地洁净，淬火后工件不生锈，回火时无烟气产生，工作环境得到很大的改善。目前，水溶性淬火介质的应用很广泛，涉及容器制造，石油机械及机车制造等的热处理。

配好后的水溶性淬火介质的成本为淬火油的四分之一甚至更少，损耗也比淬火油少的多。零件淬火加热温度，通常比油淬温度低10～30℃。水溶性淬火介质的最大优点是淬火效果比淬火油好，成本低廉，经久耐用，环境整洁，深受工厂和工人操作者的欢迎。

虽然水溶性淬火介质具有很多优点，但是其对浓度比较敏感，使用浓度范围窄，通常为±1％，要求经常地检测工作液的浓度，并且定期校对浓度系数。采用手持糖度折光仪测定工作液的百分比浓度，但工作液受到污染后，测试到的浓度比实际浓度要高，浓度系数必须向小的方向修正，要用运动粘度的方法加以修正，或者用冷却性能测试方法加以修正，比较繁琐。随着使用时间的延长，工件带走一部分淬火介质，介质中的水分也会蒸发一部分，这样如何控制水溶性淬火介质的浓度，使其保持在规定的使用范围内就成为一个难题。

针对这一问题，通常解决的办法是定期补充母液和水，使介质浓度控制在一定的浓度范围内，这样短时间内是可控的。时间比较长时，水溶性淬火介质高分子链的分解和杂质的引入，都会影响淬火介质的真实浓度。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种风力发电大规格高强度螺栓用水溶性淬火介质的控制方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：

定期测量水溶性淬火介质的冷却速度；

控制水溶性淬火介质的高温冷却速度V_max在120～180℃/S范围内，300℃时的冷却速度V₃₀₀在40～90℃/S范围内；

根据测量结果配制需要补充的新液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：保证了风力发电大规格(M42～M64)高强度螺栓的淬火质量。

附图说明

图1是水溶性淬火介质冷却性能曲线图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明是通过以下步骤实现的：

定期测量水溶性淬火介质的冷却速度；

控制水溶性淬火介质的高温冷却速度V_max在120～180℃/S范围内，300℃时的冷却速度V₃₀₀在40～90℃/S范围内；

根据测量结果配制需要补充的新液。

在新配水溶性淬火介质时采用糖度计测量浓度，使用以后，就采用KHR便携式冷却介质性能检测仪测量其冷却速度，通过控制冷却速度来保证淬火质量，这样如何控制淬火介质的冷却速度就成为关键。

本发明的控制方法是定期测量水溶性淬火介质的冷却速度，然后根据测量结果配制需要补充的新液，控制水溶性淬火介质的高温冷却速度V_max在120～180℃/S范围内，300℃时的冷却速度V₃₀₀在40～90℃/S范围内，其冷却性能曲线如图1所示，螺栓规格越大，淬火介质的冷却速度应该越快。补充新液的方法是：在淬火槽旁边准备一个专用的容量为2000m³的标有刻度的容器，容器底侧设置一个可控开关。先将欲配制的新液在专用的容器内配好，搅拌均匀，然后以一定的速度通过可控开关加入到淬火介质槽的出口处，这样再配合淬火槽内的搅拌器就可以保证淬火介质浓度的整体均匀一致，避免了淬火质量的波动，从而保证了风力发电大规格(M42～M64)高强度螺栓的淬火质量。