影响淬硬介质冷却能力主要跟淬硬介质的物理性质有关。这些因素通过改变三个不同冷却阶段的持续时间、热量传递的快慢来影响淬硬介质的冷却能力。例如,一般使蒸汽膜阶段延长的因素,都能降低淬硬介质的冷却能力,导致淬火不均匀并出现软点等现象;一般能够增大沸腾阶段的因素,都会提高淬硬介质的冷却能力,原因是这阶段的工件的热量损失最大、冷却速度也最大。这也就是说,沸腾阶段长而蒸汽膜阶段与对流阶段短的淬硬介质冷却能力强。
1、蒸汽压
蒸汽压是淬硬介质饱和气体的压强。它反映了液体分子内聚力的大小,蒸汽压越高,淬硬介质越容易汽化。而蒸汽压相对低的物质,其传热系数越大,越容易带走工件的热量,也就是说蒸汽压低的介质冷却能力强。
2、汽化热
汽化热指单位质量的液体完全变成同温度气体所需要的热量。当淬硬介质的汽化热越大时,则热负荷就越大,该淬硬介质的冷却能力越强。
3、比热容
通常介质比热容越大,那么单位质量介质所能够吸收的热量也就越多,则介质冷却能力也就越强,因为比热容是用来表征单位质量的介质升高单位温度所吸收的热量。水的冷却能力较强是因为水的比热容要比其他固态或液态物质的比热容要大得多的缘故。
4、温度
温度变化对淬硬介质的冷却能力有明显的影响,但影响规律会随着介质的不同而不同。水和以水为基的淬硬介质,随温度升高,蒸汽膜阶段变长,冷却能力降低,可是降低的程度不尽相同,如下图1所示。而油与水相反,随温度升高,流动性变好,有利于散热,从而提高了冷却能力。
5、传热系数
液体的传热系数是指在沿热流方向上,单位温度梯度和单位时间内通过单位面积的热量,它用来表征介质传导热量的能力,也就是说传热系数越大时,该淬硬介质的冷却能力也就越强。
6、表面张力
表面张力可以用来表征其湿润金属的能力。表面张力小的淬硬介质易湿润金属,因而工件表面接触的好,固散热性能好。
7、黏度
液体的黏性是指液体流动时其分子间的内部摩擦力。可用黏度来表示该摩擦力大小,它对淬硬介质的冷却性能也有较大的影响。黏度越大,介质的流动性越差,不利于对流散热而带走热量;反之,其冷却能力越强。2100433B