淬火液是由聚醚类高分子材料添加多种表面活性剂制成。

淬火液是由聚醚类高分子材料添加多种表面活性剂制成，由于其对水有逆溶性的特点，克服了水冷却速度快，易使工件开裂；油品冷却速度慢，淬火效果差且易燃等缺点。在热处理得到广泛应用，使用PAG淬火剂能有效改善工作环境，提高零件的淬火质量，降低生产成本，是一种成熟的热处理淬火介质。

PAG淬火液是一种高分子聚合物水溶性淬火液，选用国外优质原料精制而成，具有独特的逆溶性，（一般称之为浊点效应）安全，环保，使用寿命长，使用成本低，现在国际油价越来越高，国家对环境保护愈来愈严的大气候下，成为热处理行业的首选淬火介质。

淬火液即液态淬火介质，是国内外广泛应用的冷却介质。按基本组成可分为水基型和油基型。

最早采用的油是动植物油，其冷却能力较水弱，但仍具有足够的冷却能力，且油温度升高时对淬火能力影响不大，是较为理想的淬火介质。由于价格及原料来源的限制，工业上多采用矿物油，如0#柴油，10#、20# 、30#机械油等。矿物油随黏度、闪点不同其冷却能力不同，使用温度也不同。由于其冷却速度较缓慢，对截面较大的碳钢及低合金钢不易淬硬，而且材料表面易玷污，使用有一定的局限性。为改善油的冷却能力，可采用适当提高油温（通常在80℃以下的范围内调节）、强烈搅拌循环及加入添加剂等方法。在油中加入如磺酸钠、磺酸钡、磺酸钙、环烷酸钙等添加剂，在淬火冷却时，添加剂粘在工件表面成为形成蒸汽泡的质点，使稳定蒸汽膜不易形成，提高了高温区的冷却能力，这种油称为“快速淬火油”。此外，在轻油及用溶剂精炼法提取的淬火油中加入热稳定剂、无灰分的表面活性剂，可以使工件淬火后表砥迅速被油膜包覆浸润而不致在表面沉积炭黑，从而使工件淬火后表面光亮洁净，这种油称为“光亮淬火油”。另外，矿物油中加入表面活性剂可使金属淬火均匀，并有利于淬火后矿物油的清洗。例如，在淬火用矿物油中添加2%～5%非离子乳化剂如壬基酚聚氧乙烯（6）醚，金属制品淬火后用水冲洗即可除掉矿物油。

水是最经济的淬火介质。其化学稳定性很高，热容量较大。但纯水在高温区的冷却能力并不强，而在300℃附近冷却能力却很大，因此，纯水的冷却特性恰恰与我们要求的理想淬火介质的特性相反，这正是纯水极少使用原因。常用的水基淬火液有盐水、碱水、饱和氯化钙、三硝水溶液（NaNO3、NaNO2、KNO3）、有机高分子水溶液等。

20世纪50年代末期美国提出了无毒、无臭、不燃和冷却性能在水油之间、可调的聚乙烯醇（PVA）水溶液淬火介质，以后又发展为聚亚烷基乙二醇（PAG）、聚氧乙烯乙二醇（GLY）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等有机高分子聚合物水基淬火液。70年代末期又研制出适用于贝氏体淬火的非马氏体淬火液——碱性聚丙烯酸酯（ACR）。其特点是黏度较高，适用于等温淬火、锻件热锻淬火、高速钢及马氏体不锈钢的淬火。此外，还有聚丙烯酰胺（PAM）、甲基纤维素（CMC）及高相对分子质量聚皂水溶液等新的淬火液品种。高分子聚合物水溶液已成为淬火介质的主要发展方向。上述高分子聚合物都含有强极性基团，又有疏水部分，因此具有高分子表面活性剂的特性。它们在淬火液中主要作为基础增稠剂。

由环氧乙烷、环氧丙烷开环聚合制得的聚醚具有逆溶性，这一性质使它在水基金属加工液（如切削液、磨制液、淬火液）中发挥优良的润滑作用。当聚醚溶液被带人切削区域，遇到热的金属表面时，液体温度很快升到高于聚醚的浊点。这时，聚醚即从水中析出，形成油一样的微小液滴，这些液滴在金属表面形成薄的润滑油膜，起到流体润滑作用。试验证明，当温度高于浊点时，5%的聚醚溶液与该聚醚的浓缩液具有相同的润滑性能。在常温下，聚醚易溶于水，其水溶液具有许多淬火液所要求的优良性能，故在淬火液中得到广泛应用。制备“传统聚醚”所用单体必须包括环氧乙烷，其质量分数在整个分子中的含量最好在70%～90%，至少占10%。也可以只用环氧乙烷一种单体。其他单体是含C3～4的低级环氧化物，如环氧丙烷、四氢呋喃及环氧丁烷的2种异构体等。“传统聚醚”的相对分子质量多为2万左右，属于中高相对分子质量范畴。它的制备多采用“分步合成法”，即先按一般方法用环氧丙烷、环氧乙烷合成相对分子质量为几百至几千的聚醚，然后用这种聚合物作起始剂与单体继续聚合制得较高相对分子质量的聚醚。重复上述步骤几次就可以得到所需相对分子质量的产物。环氧乙烷与另一种单体的杂聚共聚物和嵌段共聚物都可以称作“传统聚醚”。

矿物油型淬火油，主要用于钢铁材料。选用时考虑两个方面：一是要求淬硬后硬度值的高低，要求硬度越高，选用淬火油的冷速越快；二是工件材质及形状，含碳低的钢材难淬硬，应选用冷速快的淬火油，含碳量高的钢材易淬硬，淬火油的冷速可慢些。下表是一些选用例子。

与矿物油型淬火油相比，水基淬火液有很多优点，如安全，不燃烧；环境好，车间无油气；冷却速度快，不但可作钢铁淬火，还可作铜、铝等有色金属淬火；冷却速度可通过浓度变化而调节，不需变换淬火油品种；淬火后工件可用水存油污。

1．矿物油型淬火油

矿物油型淬火油使用时，一要加强通风，降低油气浓度，避免着火和改善环境；二要加强过滤和定期清理油槽，淬火中工件的氧化皮脱落及油泥会使淬火油污染，从而影响淬火效果，缩短油的使用寿命，应有滤清器及时把污染物清除，每半年到一年清理油槽一次；三要控制油温，油温高会加剧油的氧化，缩短油的使用寿命，应有有效的冷却措施；四要约3～6个月取油样分析一次，若超过下表中任一项指标均应换油。

由于换一次油费用较大，为了节省成本，若上述指标未达到，但淬火效果下降，可与油供应商联系，补加某些功能添加剂，可使冷却速度回复正常，延长换油期。

2．水基淬火液

水基淬火液在使用中尤其要注意以下事项：

①淬火液温度，矿物油基淬火液温度高低对冷却速度影响不明显，但水基淬火液温度对冷却速度很敏感，一般浸入淬火的水温为25～45℃，喷淋淬火为25～35℃，不高于50℃，并且保持在5℃内，因而应有严格控制水温措施。淬火液工作温度若超过60℃，应停止工作，降温到40℃以下再继续淬火。

②淬火液池应有一定的搅拌。搅拌程度也对冷却速度有明显影响，因而应保持较恒定的搅拌速度。

③水基淬火液浓度、温度及搅拌程度是影响冷速的三大因素。在淬火中由于水的蒸发，淬火液的浓度也在变化，变化大时会影响淬火效果，应及时调节。因而要有相应的设备如液槽的冷却、搅拌等，把这三大因素控制在尽量窄的范围内。

PAG淬火剂是以PAG聚合物为主，加上其他提供辅助性能的添加剂而制成的。在工件淬火过程中，工件周围的液温一旦升到溶液的浊点以上，PAG聚合物就从溶液中脱溶出来，以细小液珠形式悬浮在淬火液中。悬浮的PAG液珠一接触到红热工件，就靠其非常好的润湿性黏附到工件表面上，形成的包膜把工件包裹起来。PAG淬火介质就是靠这种包膜来调节水的冷却速度，避免工件发生淬火开裂的。工件冷却下来后，黏附在工件上的聚合物又会回溶到淬火液中。

主要技术指标

用符合国际标准ISO/DIS9950的IVF冷却特性仪测得不同浓度PAG淬火液与水，K1油，G1油，32#机油的冷却速度值对比表：

本淬火剂主要用于各类碳素钢,低合金结构钢、弹簧钢、渗碳钢、轴承钢制工件做整体浸淬和感应加热淬火，适用于开口式淬火槽、连续炉、淬火槽外设的多用炉及感应淬火炉等。

在成批工件淬火时，同批工件之间应保持足够的距离，或以分散撒入方式进入淬火液中。

本淬火剂不适用于有二次硬化特性的钢件（如冷热模具钢和高速钢）。

本淬火剂一般不适用于淬经过盐浴炉加热后的工件。

1、在配PAG淬火液之前，应将淬火槽和循环冷却系统彻底清洗干将，如果原系统用过油，须用工业清洗剂做清洗。

2、配置PAG淬火液时，先注入普通自来水至正常液面的50%，再加入所需海益PAG淬火剂原液，同时搅拌循环，再加自来水至正常液面。

3、PAG淬火剂含有防锈剂，对淬火槽及工件有短期的防锈作用，使用中，硬水中的阴阳离子会消耗一部分淬火剂中的防锈剂，一般在补加了新液就会补充防锈剂的浓度。

4、PAG淬火液的浓度测量很简单，只需用手持式糖度折光仪测试即可。

5、在使用PAG淬火液的过程中，应酌情定期取样测量并控制好它的浓度，以使淬火工件达到最佳。

6、PAG淬火液的温度和冷却性能有一定的关系，允许使用的温度为0℃～60℃，推荐使用的最佳温度为20℃～40℃。工件在淬火液中搅动或者使淬火液循环流动都可以增大工件和淬火液之间的流速，从而增大工件的淬火冷却速度。为使工件表面形成的聚合物包膜基本不被冲刷掉，搅动和循环产身的相对流速不宜过大，最好不要超过0.6m/s。

7、增加PAG淬火液的浓度，便可降低其淬火冷却速度；反之，加入自来水降低其淬火液的浓度，便可提高淬火冷却速度。将淬火液加热或在生产中停止冷却循环以升高淬火液的温度，便可降低淬火冷却速度；相反，降低液温，则可提高淬火液冷却速度。在淬火液浓度偏低时适当提高液温以防止淬裂；浓度偏高是加快工件的摆动以保证淬硬。在天冷液温升不高时可采用较高一点的浓度，以便得到稳定的淬火冷却效果。

1、PAG淬火液的使用寿命很长，无需更换，但在使用过程中要注意适当搅拌或循环，通常采用泵或螺旋桨进行。用泵时流速应低于每秒1米，螺旋桨搅拌转速以每分钟100～400转为宜。

2、长时间不使用PAG淬火液应经常搅拌一下以防止霉菌产生，并可使已生成的少量霉菌见光后死去。在使用海益PAG淬火液的过程中，定期使用专门的淬火液防腐剂。

3、PAG淬火液在使用过程中会受到污染，主要是工件的氧化皮、灰尘、油类等。氧化皮及其他不溶且比重大于水的污染物通常沉降淬火槽底部，一般不影响淬火液的浓度测量，也不影响其冷却特性，只要定期过滤即可。油类污染浮在表面上不影响淬火液的冷却特性，但可能会妨碍操作和浓度的测量，只要把油污除掉便可。油污会引起淬火液发黑或者发臭，但不会影响淬火液的使用效果。

4、PAG淬火剂一般不会因寒冷而冻结，冬季在室外长时间停放后使用，应将桶多次来回滚动以保证混合均匀。出厂后的淬火剂应在两年期限内使用，超期未使用，待复验合格后方可使用。

1、安全环保 淬火剂完全不燃烧，无火灾危险，无毒，无油烟，使工作环境大大改善，满足环保部门对企业的环保要求。

2、通过控制淬火液的浓度，可以得到近于水到油之间的冷却速度，以满足不同材料和工件的淬火要求。

3、操作成本大大降低，通常工件的PAG淬火液成本仅相当于淬火油价格的20%左右。

4、由于PAG淬火剂比热溶与水比热溶相近，可以提高车间的生产量，进而使企业效益比原来得到提高。

5、淬硬层深，淬火硬度均匀无软点，大幅减少淬火变形和开裂的倾向，对低、中碳钢以及大件淬火尤其适用。

6、对工件无腐蚀，且有短期防锈作用，使用寿命长，不易老化变质，淬火后的工件可不清洗直接回火。

7、PAG淬火剂的浓度测试易测易控，维护和保存特别简单。

8、PAG淬火剂在使用中，带出量少，使用成本低，综合经济性好。