سرعت سرد کنندگی روغن عملیات حرارتی

سرعت سرد کنندگی روغن عملیات حرارتی: یکی از موارد بسیار مهم و مورد توجه متخصصین عملیات حرارتی در کارگاههای عملیات حرارتی قطعات فلزی، مشخص نمودن سرعت و بهترین شیب دمایی مناسب برای انجام عملیات سرد کنندگی محیطی است که در طی عملیات حرارتی کوئینچ مورد استفاده قرار میگیرد، چرا که این موضوع به شدت بر پارامتر مهم، سختی قطعات فولادی تاثیر گذار است و با توجه به اهمیت این موضوع، در ادامه به تعدادی از سئوالات متداولی که معمولا در خصوص عملیات حرارتی کوئینچ مطرح میگردد، پاسخ داده شده است.

سوال های متداول برای سرد کنندگی روغن عملیات حرارتی:

1- آیا در کارگاههای عملیات حرارتی قطعات فلزی، فقط از روغن‌ها برای عملیات کوئیچ استفاده می‌شود؟

خیر، بطور معمول، آب، آب نمک، روغن و محلول‌های پلیمری، چهار نوع از محیط‌های کوئینچ مورد استفاده در صنعت عملیات حرارتی بشمار می‌آیند و روغن‌ها تنها یکی از انواع محیط‌های مورد استفاده در عملیات کوئینچ هستند و البته پر کاربردترین نوع آن.

2- آیا احتمال تغییر در مشخصات فنی روغن‌های عملیات حرارتی، در محموله‌های مختلفی که از یک تامین کننده خریداری می‌شود، وجود دارد؟

بله، این احتمال وجود دارد که شرکت‌های تامین کننده روغن‌های عملیات حرارتی ایرانی، بدلیل شرایط و محدودیت‌های اقتصادی فعلی، هر بار روغنی با مشخصات فنی به نسبت متفاوتی را عرضه نمایند، خصوصا اگر خرید این روغن‌ها از منابع و شرکت‌های نامعتبر انجام شود.

3- استفاده از آب بعنوان محیط کوئینچ در عملیات حرارتی چه عوارضی می‌تواند داشته باشد؟

استفاده از آب، به عنوان محیط کوئینچ، بدلیل سرعت سرد کنندگی بالای آب، امکان دارد منجر به ایجاد ترک در سطح قطعات فلزی کوئینچ شده گردد که حالت مطلوبی نیست.

4- استفاده از محیط‌های پلیمری در عملیات کوئینچ چه عیبی می‌تواند داشته باشد؟

استفاده از محیط‌های پلیمری علی رغم مفید بودن آنها، بدلیل هزینه بالای این نوع از محیط های کوئینچ، اغلب برای برخی از صنایع مقرون به صرفه نیستند و لذا از آن‌ها کمتر استقبال می‌شود، مگر در موارد خاص.

5- پرکاربردترین محیط عملیات حرارتی در عملیات کوئینچ کدام است؟

در صنعت عملیات حرارتی، به دلیل مشکلات ناشی از استفاده از آب و محلول‌های پلیمری بعنوان محیط‌های کوئینچ، استفاده از روغن‌های عملیات حرارتی بیشترین کاربرد را دارند و در واقع روغن‌ها، پرکاربردترین نوع محیط‌های عملیات حرارتی محسوب می‌شوند.

6- چه روشی برای تست عملکرد یک محیط عملیات حرارتی کوئینچ وجود دارد؟

یکی از روش‌های معمول برای تست عملکرد یک محیط عملیات حرارتی(مانند روغن کوئینچ) رسم منحنی تغییرات درجه حرارت قطعه کوئینچ شده بر حسب زمان و یا رسم منحنی سرد شدن محیط کوئینچ است. در نمودار زیر، نمونه‌ای از یک منحنی سرد شدن یک محیط کوئینچ روغنی، آورده شده است. در این منحنی مشاهده میشودکه مقایسه ایی انجام شده است بین روند سرد شدن دو نمونه روغن عملیات حرارتی از نوع بهران 145، یکی روغن کارکرده و و مستعمل و یکی روغن نو و استفاده نشده بهران 145.

وشی برای تست عملکرد یک محیط عملیات حرارتی

7- زمانی که یک قطعه فولادی از دمای آستنیت به یک محیط کوئینچ وارد می‌گردد، انتقال حرارت به چه صورتی انجام می‌شود؟

 در زمان ورود یک قطعه فولادی با دمای بالا به یک محیط کوئینچ، در واقع انتقال حرارت از قطعه به محیط کوئینچ، در سه مرحله به ترتیب زیر اتفاق می‌افتد:

• اولین مرحله از انتقال حرارت، بدلیل دمای بالای قطعه، یک لایه بخار پایدار در اطراف قطعه تشکیل می‌شود که این لایه بخار، قطعه را از محیط کوئینچ اطراف آن جدا می‌سازد و در نتیجه عملیات سرد شدن قطعه فلزی در این مرحله با کندی انجام می‌شود.

مرحله تشکیل فیلم بخار

• در مرحله دوم جوشش اطراف قطعه اتفاق می‌افتد و حرارت بیشتری از قطعه به محیط کوئینچ منتقل می‌شود که میتوان گفت، در بین مراحل مختلف انتقال حرارت، این مرحله سریع‌ترین سرعت انتقال حرارت را دارا است. در این مرحله، دمای سطح قطعه به حدی کاهش می‌یابد که لایه بخار ناپایدار می‌شود و بخار تبدیل به حباب‌های گاز می گردد.

مرحله جوشیدن

• در مرحله سوم که مرحله نهایی انتقال حرارت است، قطعه فولادی بدون واسطه، در تماس مستقیم با محیط کوئینچ میباشد و توسط محیط کوئینچ کاملا احاطه شده و با جریان همرفتی محیط کوئینچ، سرد می‌شود. در این مرحله، سرعت سرد شدن قطعه فولادی در محیط کوئینچ به اندازه کافی باید بالا باشد تا از تشکیل لخته‌های موزاییکی یا شکستگی‌ها در قطعه جلوگیری شود.

مرحله سرد شدن

8- در صورت کاهش کیفیت روغن های عملیات حرارتی چه اتفاقی خواهد افتاد؟

در کارگاههایی که از روغن عملیات حرارتی برای کوئینچ استفاده میکنند، با افزایش زمان استفاده از این روغن به تدریج کیفیت آن کاهش می یابد و در نتیجه، با گذشت زمان، سرعت سرد کنندگی این روغن‌ها نیز در عملیات کوئینچ کاهش می‌یابد. با کاهش سرعت سردکنندگی روغن عملیات حرارتی، معمولا مشاهده میگردد که میزان سختی فولادهای کوئینچ شده کاهش می‌یابد و ساختار آنها به سمت تشکیل فازهای تعادلی پیش خواهد رفت. در یک مطالعه آزمایشگاهی، مشاهده شده است که استفاده از روغن تازه کوئینچ می‌تواند سختی قطعات فولادی را در مقایسه با استفاده از روغن کار کرده و مستعمل  تا 8 درصد افزایش دهد.

سخن پایانی:

در مورد انتخاب بهترین روغن های عملیات حرارتی و البته قابل دسترس در ایران با مناسب ترین قیمت ها، می توانید با کارشناسان واحد فروش شرکت بازرگانی رجال مشورت نمایید.

مطالب مرتبط:

روغن صنعتی عملیات حرارتی