淬火油污垢处理技术及应用
(安庆汽车钢板弹簧厂，安徽 安庆246131)
冯月友，方书生，朱伟军，叶昌春
发表于《热处理》2002年第3期
摘要：长期使用的淬火油易发生变质，大量粘稠状的胶体粘附在散热器壁上，不利于换热，且很难清洗，影响生产，可采用加添加剂改性的办法，去除污垢，效果明显。
关键词：淬火油；污垢；添加剂
1 引言
我厂用15号机油作为钢板弹簧的淬火冷却介质，已有20多年的历史，三条淬火油槽生产线总容量在150吨以上，当液面下降时，就补加同样的淬火油，产品质量比较稳定。对于淬火介质的冷却，采用复波散热器水油交换进行循环冷却。但近年来散热器冷却效果变差，发现有大量的粘稠状的黑色胶体粘附在散热器片(1Crl8Ni9Ti)上，厚度d>2mm，粘结十分牢固，特别难于清洗。尽管油槽坚持每月清除一次油污，每班坚持捞渣，但散热器的清洗次数却在不断地增加，至后来发展到每月每台清洗两次，给生产安排带来诸多不便。
2 问题分析
长期使用的淬火油，经常与赤热的工件接触，引起有机介质热分解、氧化和聚合等反应，造成介质粘度增大，所有这些变化及其留在介质中的产物，都会引起介质物理性能和化学性能的变化。对于淬火工艺的影响，我们所关心的有两点：①介质变化对冷却特性的影响；②如何使散热器结垢延缓，或不结垢，并便于清洗。
2.1 介质的变化对冷却特性的影响：
我们用IVF冷却特性测试仪检测，两年半时间检测3次，其冷却性能变化不大，可满足生产需要(其冷却曲线分别如图1a、b、c所示，冷却速度和冷却时间如表1所示)。
表1
| TEMP [℃] |
TIME [s] |
COOL RATE [℃/s] |
第一次
(1999.3.16) |
第二次
(2000.5.16) |
第三次
(2001.10.18) |
第一次
(1999.3.16) |
第二次
(2000.5.16) |
第三次
(2001.10.18) |
| 600 |
10.6 |
9.4 |
10.6 |
68.3 |
73.8 |
80.1 |
| 500 |
11.8 |
10.6 |
11.8 |
66.3 |
74.4 |
76.1 |
| 400 |
13.2 |
12.2 |
13.4 |
38.6 |
38.6 |
39.5 |
| 300 |
17.2 |
17.2 |
18.4 |
10.7 |
7.6 |
9.1 |
| 200 |
35.8 |
40.4 |
40.0 |
2.8 |
2.6 |
3.1 |
2.2 如何使淬火油结垢延缓：
围绕污垢的清洗问题，我们咨询了北京某公司，问题解决措施十分复杂，难以实施。后来，咨询了北京华立精细化工公司，在其指导下，着手从二方面展开工艺试验：①在不锈钢片上镀上聚四氟乙烯，使油垢粘不上散热器片；②加入一些添加剂，使淬火油产生杂质变慢或者不结垢。
3 试验
3.1用不粘锅(表面镀有聚四氟乙烯)加热现生产用淬火介质，随着温度升高，淬火油开始沉淀。析出大量油泥，说明淬火油出现明显的老化现象。但不能表明油垢在锅的表面粘附力变小。
3.2加入添加剂进行试验；根据温度每升高lO℃，氧化加快一倍等原理，我们选用北京华立精细化工公司提供的添加剂，模拟实际生产条件做了试验。油槽温度以平均60℃计算，将淬火油分成4个样品，分装于4个试管，1#、2#为原样，3#、4#加入添加剂，分别插入不锈钢棒l根、铁棒2个。根据时间变化，调整温度，同时观察试管内的变化。此强化试验，相当于油槽模拟生产168天，取得了第一手资料。最后确定采用最简单的办法，即按2%的比例添加北京华立精细化工公司生产的添加剂，并在添加前，对散热器进行彻底清洗，以便定时考察散热器结垢状况。
4 使用效果
在使用添加剂前，每月80%的时间内，由于结垢，散热片间隙堵塞，造成流速降低，热交换效率变差，散热器内压力达0.4MPa；油槽内油温在75-80℃；由于安全问题，工艺要求油温达80℃要停止生产，经常出现停炉降温现象，不仅影响到正常生产，而且不安全。使用添加剂后，抽样统计显示：恰逢夏季高温的50天内，生产钢板弹簧1075.52吨，从未出现停炉降温现象；散热器内压力在0.1MPa；“油温监测记录”表明，测温544次(生产时每小时测温一次)有21次温度在75℃-80℃，为3.86%，即96.14%在75℃以下。
使用添加剂半年多来，散热器散热效果很好，年底设备检修时，将散热器打开例行清洗，散热器壁上仅附着一些松散的渣滓，很容易清除，这主要是板簧淬火时剥落下的氧化皮随油带入散热器所致。可见这种淬火油污垢处理方法是成功的，技术应用是十分适宜的。保证了淬火生产线的正常生产，节约大量人力清洗，所产生的效益也十分明显。
参考文献
[1] 张克俭，王德成．大力推广应用新型淬火介质(J)，机械工业标准化和质量，1997，(1)，1-2．
[2] Chartes E．Bates ASM Handbook TM．[M]，Volume Treating，1990：96-98．