Jak zmierzyć wydajność chłodzenia oleju hartowniczego
Olej hartowniczy to dedykowany czynnik chłodzący (olej procesowy) do procesu hartowania w obróbce cieplnej metali. Jest on głównie formułowany z oleju bazowego mineralnego zmieszanego z dodatkami, takimi jak akceleratory chłodzenia, przeciwutleniacze i środki rozjaśniające.
Po podgrzaniu stali do regionu wysokotemperaturowego austenitu, jest ona zanurzana w oleju hartowniczym w celu kontrolowanego chłodzenia. Umożliwia to stali utworzenie struktury martenzytycznej i poprawia jej twardość i wytrzymałość. W porównaniu z hartowaniem w wodzie, olej zapewnia łagodniejsze chłodzenie w niskich temperaturach, co zmniejsza ryzyko pękania i deformacji elementów obrabianych. Jest szczególnie odpowiedni do precyzyjnych części, takich jak stal stopowa, stal narzędziowa, koła zębate i łożyska.
Cele testu
Określenie wydajności chłodzenia oleju hartowniczego i uzyskanie kluczowych parametrów, w tym krzywej chłodzenia, temperatury charakterystycznej i szybkości chłodzenia.
Ocena zdolności chłodzenia oleju hartowniczego i weryfikacja, czy spełnia on wymagania procesów obróbki cieplnej.
Zapewnienie wsparcia danych do wyboru oleju hartowniczego, odbioru nowego oleju, monitorowania starzenia się oleju w użyciu i dostosowania procesu obróbki cieplnej. Zapewnienie, że twardość hartowanych elementów obrabianych spełnia specyfikacje i zmniejszenie wad, takich jak deformacja, pękanie i miękkie miejsca.
Próbka testowa i aparatura
Próbka testowa: Olej hartowniczy
Aparatura testowa: Tester wydajności chłodzenia oleju hartowniczego SH0220, zgodny z SH/T 0220.
Procedury testowe
Przygotowanie próbki i aparatury
Przygotować 300 ml próbki oleju hartowniczego i wlać do standardowego kubka próbkowego. Sprawdzić sondę srebrną i oczyścić jej powierzchnię etanolem bezwodnym, aby usunąć zanieczyszczenia olejem i nalot tlenkowy. Sprawdzić piec grzewczy, system akwizycji temperatury i mechanizm podnoszenia sondy, aby potwierdzić, że instrument działa prawidłowo. Dostosować temperaturę oleju do określonej temperatury testowej.
Instalacja sondy i regulacja pozycji
Zamocować sondę srebrną na mechanizmie podnoszenia i wyregulować ogranicznik krańcowy. Upewnić się, że podczas opadania sondy jej dolny koniec znajduje się około 10 mm nad dnem kubka próbkowego. Sonda powinna być pionowo zanurzona w próbce oleju, nie dotykając ściany kubka.
Ogrzewanie i utrzymywanie temperatury
Wprowadzić sondę srebrną do pieca grzewczego, podgrzać do 810 °C i utrzymywać przez 2-3 min, aby uzyskać jednolitą i stabilną temperaturę sondy.
Hartowanie w próbce i akwizycja danych
Po zakończeniu utrzymywania temperatury, szybko zanurzyć sondę srebrną pionowo w próbce oleju hartowniczego i jednocześnie rozpocząć akwizycję danych. Ciągle rejestrować zmianę temperatury sondy w czasie, aż temperatura sondy spadnie poniżej 200 °C, a następnie zatrzymać akwizycję.
Wyjmowanie i czyszczenie sondy
Po teście podnieść sondę. Po ostygnięciu wytrzeć ją do czysta etanolem bezwodnym do przyszłego użytku.
Przetwarzanie danych
Narysować krzywą chłodzenia na podstawie zebranych danych temperatury i czasu. Obliczyć maksymalną szybkość chłodzenia, temperaturę przy maksymalnej szybkości chłodzenia oraz czasy chłodzenia odpowiadające 600 °C, 400 °C i 200 °C.
Testy równoległe
Przeprowadzić co najmniej dwa równoległe oznaczenia dla tej samej próbki. Jeśli wyniki spełniają wymagania dotyczące precyzji, przyjąć wartość średnią jako ostateczny wynik testu.
Wydanie raportu
Zarejestrować informacje o próbce, temperaturę oleju, krzywą chłodzenia i wszystkie parametry charakterystyczne chłodzenia, a następnie wydać raport z testu.
Wyniki testu
Test przeprowadzono zgodnie z SH/T 0220-1992, Metoda badania wydajności chłodzenia olejów do obróbki cieplnej. Temperatura oleju testowego wynosiła 80 °C. Dwa równoległe wyniki testu spełniają wymagania dotyczące precyzji określone w normie, więc dane są ważne.
Temperatura charakterystyczna próbek: 612 °C, 620 °C; wartość średnia: 616 °C
Czas chłodzenia od 800 °C do 400 °C: 3,4 s, 3,6 s; wartość średnia: 3,5 s
Maksymalna szybkość chłodzenia: 82 °C/s przy 525 °C
Czas chłodzenia od 800 °C do 600 °C: 1,2 s
Czas chłodzenia od 800 °C do 200 °C: 11,6 s
Krzywa chłodzenia wykazuje normalny kształt bez nienormalnych fluktuacji lub nadmiernie długiego plateau.
Oceniono, że ten szybki olej hartowniczy jasny spełnia wymagania specyfikacji technicznych dotyczące wydajności chłodzenia i nadaje się do procesów hartowania kół zębatych i łożysk o niskiej hartowności.
