热处理油液冷却特性曲线测试方法

热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来获得所需要性能的一种金属热加工工艺。在整个热处理过程中，冷却过程是热处理效果的关键所在，淬火冷却是热处理工艺中最关键的环节。

根据淬火介质不同，淬火方法可以分为：水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火、气冷淬火等。目前，较为常用的淬火介质主要包括淬火液和淬火油等，其中，淬火液又分为水、无机物水溶液及聚合物水溶液等。液体热处理介质统称为热处理油液。

热处理冷却过程中，热处理油液的流动性 能、化学挥发性、粘度等理化性能会直接影响材料的淬硬性和淬透性。热处理油液冷却工件过程会经历三个阶段：在高温材料与低温淬火介质接触的瞬间部分介质被气化，这是冷却过程的第一阶段，即蒸汽膜阶段；该阶段通常会持续几秒钟，使整个工件表面能够快速均匀地冷却，随着冷却时间的延长，蒸汽膜发生破裂，淬火介质再次接触高温材料并吸收大量热量，产生大量气泡，此阶段称为沸腾阶段；对于尺寸较大的零件，可以通过延长沸腾时间实现更好的淬火效果，当材料温度下降到一定温度后淬火介质不再沸腾，其内部产生热对流，此阶段称为热对流阶段。

在淬火过程中材料的冷却存在一个理想的冷却特性曲线，如图。

不同的热处理油液具有不同的冷却特性曲线，具有不同的冷却能力。热处理油液的冷却特性曲线对淬火工艺有重要影响，因而实际生产中，不同的材料以及性能要求应选择不同的淬火方法和淬火介质。

IVF冷却特性测试仪可用来测定热处理油液的冷却曲线，适用标准为SH/T 0220。

工作原理为：用一个预先在炉子中加热到相应起始温度的测试探棒浸入到待测热处理油液中进行测试，探棒使用标准尺寸和标准材料制造，探头有一个内置热电偶，并连接到记录装置（手持单元）以记录温度－时间变化过程。

该试验主要由加热炉、探棒、搅拌器、手持单元组成。下图为IVF冷却特性测试仪。

（1）加热炉的构成如图所示：

（2）在冷却特性曲线法中，最关键的是测试探头。该设备所使用的探棒材质为镍铬铁合金600，符合国际标准ISO 9950，ASTM D 6200-01和ASTM D 6482-06；采用1.5mm的K型热电偶，便于与测试探头接触，以便更好的导热 。

（3）搅拌器的使用是由于测试热处理油时，反应比较剧烈，搅拌器让热处理油循环流动，以便得到更准确的数据。

（4）手持单元是连接探棒，记录探棒温度-时间变化的仪器，手持单元可以通过USB数据线或者蓝牙将数据传输到电脑上。

通过IVF冷却特性曲线测试仪可以对热处理油液的冷却特性曲线进行表征，以指导实际生产加工中热处理油液的选择和使用。