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淬火油中水分方法的研究

    淬火油中含有微量水将严重影响油的冷却性能,造成淬火件光亮度下降、硬度不均、产生软点并加大工件畸变开裂倾向,当油中含水量大于0.1%时,油受到加热时有可能使聚集在油槽底部的水达到沸点后,体积突然膨胀,易造成油溢出淬火油槽而引发火灾。
    冷却曲线测量含水量从0%-0.2%的普通淬火油的冷却曲线变化情况表明,随着油中含水量的增加使对流冷却阶段的冷却速率增加(300℃的冷却速率从不含水时的8℃/s,,增加到含水0.2%的40℃/s,),工件畸变和开裂倾向增大。由于微量水促使添加剂失效,导致快速淬火油的高冷速明显下降,因此去除快速淬火油中的微量水显得更加重要。
    去除淬火油中水分的传统方法是采用沉降法和加热蒸发法。沉降法是利用水的密度大于油的密度的特性,采用抽除底部沉降的水的方法分离,该方法适合含水量较大和抗乳化能力强的淬火油,对于已乳化的油效果不佳,同时在去除过程中也将带出大量的油,并且也无法去除干净,会有大量的残留水。加热蒸发法是将含水的油加热到100℃以上,利用水达到沸点以上将水去除。

编号 水分含量 除水方式 剩余含量
1# 0.3% 静止数小时后,140℃加热1小时-底部加热 无变化
2# 0.3% 搅拌均匀后,100℃加热1小时-底部加热 0.22%
搅拌均匀后,130℃加热1小时-底部加热 0.21%
搅拌均匀后,140℃加热1小时-底部加热 0.18%
3# 0.3% 搅拌均匀后,100℃加热1小时(均匀搅拌)-底部加热 0.15%
搅拌均匀后,130℃加热1小时(均匀搅拌)-底部加热 0.13%
搅拌均匀后,140℃加热1小时(均匀搅拌)-底部加热 0.12%
4# 0.3% 搅拌均匀后,100℃加热1小时-加热管加热 0.28%-0.29%
搅拌均匀后,130℃加热1小时-加热管加热
搅拌均匀后,140℃加热1小时-加热管加热
5# 0.3% 搅拌均匀后,100℃加热1小时(均匀搅拌)-加热管加热 0.28%
搅拌均匀后,130℃加热1小时(均匀搅拌)-加热管加热 0.26%
搅拌均匀后,140℃加热1小时(均匀搅拌)-加热管加热 0.25%
6# 0.3% 将60-80℃的淬火油打入8x103的真空泵中,通过真空管排出 0.03%

    淬火油的加热方式和有无搅拌均对加热蒸发法去除水分的效果有较大的影响,常规的无搅拌和采用加热管内置的侧部加热方式的除油方法效果与人们预期的效果相差较远,采用底部加热或对介质搅拌的除水效果好于前者。其原因是,当将热源放在容器底部进行加热时,在底部一定范围内有对流发生,由于对流的存在,较容易使过热的水达到产生汽化核的条件。当将热源放在侧面进行加热时,由于在容器底部几乎无对流发生,仅能靠水的过热度达到一定值或外界提供产生汽化核条件下才能发生沸腾。介质的搅拌正是提供的促进容器底部微量水产生汽化核的外部条件,由于搅拌会使容器底部的水产生运动,为汽化形核提供了外部能量。
    采用在真空条件下去除油中水的方法获得了很好的效果,该原理取得好的除水效果的原因有如下两个方面,首先利用了水的蒸汽压随其外界压力的下降而明显降低的特性,其次将加热的介质喷射到一个发散装置(平面网板)上,使单位体积的油液产生巨大的表面面积,为油中水的形核和蒸发提供了条件。
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