淬火液濃度常見(jiàn)的測(cè)量方法
發(fā)布時(shí)間：2012-5-18 9:46:56
當(dāng)前，使用PAG淬火劑的工廠用來(lái)測(cè)量濃度的方法有折光儀法、黏度法和真實(shí)濃度法。根據(jù)PAG淬火液的變化規(guī)律，下面逐一對(duì)這3種方法加以分析評(píng)價(jià)。
折光儀濃度法
所有溶解進(jìn)水中的物質(zhì)都會(huì)改變水溶液的折光率。溶質(zhì)對(duì)溶液折光率的貢獻(xiàn)與其在該溶液中的濃度成正比，而溶液的總的折光率又是各溶質(zhì)對(duì)溶液折光率的貢獻(xiàn)的簡(jiǎn)單疊加值。根據(jù)這種規(guī)律，用折光儀測(cè)出的將是溶液中所有溶質(zhì)的總的折光率：因此，新配制的PAG淬火液的折光率是其中的PAG聚合物組分和添加劑組分的折光率之和。前面談到，淬火液使用后，PAG聚合物的相對(duì)濃度會(huì)降低，而添加劑組分的相對(duì)濃度則要升高。
同時(shí)，由于水分揮發(fā)，自來(lái)水中的可溶物質(zhì)的濃度也會(huì)升高。此外，淬火液不免要受到污染，可溶污染物也要增大溶液的折光率。這樣，使用后的淬火液折光率就是由聚合物、添加劑、水的自身污染物和外來(lái)污染物等4部分對(duì)折光率的貢獻(xiàn)相加而成的。
生產(chǎn)中用折光儀測(cè)量淬火液濃度時(shí)，為了保持一定的PAG濃度，必須使用更高的折光儀讀數(shù)濃度：淬火液的使用時(shí)間越長(zhǎng)，淬火量越多，污染越嚴(yán)重，要求的折光儀濃度就越高。如果繼續(xù)按新配制淬火液時(shí)的折光儀讀數(shù)控制淬火液濃度，就會(huì)因其中PAG聚合物濃度偏低，冷卻速度偏快而引起淬火開(kāi)裂。
黏度測(cè)量法
PAG淬火液的黏度隨淬火劑的濃度增高而增大。在PAG淬火劑中，PAG聚合物組分對(duì)淬火液的黏度提高起著決定性的作用，而其他組分（包括污染物）的影響相當(dāng)小。因此，用測(cè)量黏度的辦法能比較好地排除其他組分的影響，測(cè)出溶液中PAG組分的濃度。但是，對(duì)于使用較久的PAG淬火液，用黏度測(cè)量法會(huì)高估了溶液中的有效濃度，可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)仍然是溶液冷卻速度過(guò)快。
真實(shí)濃度測(cè)量法
這種方法是利用PAG聚合物特有的逆溶性，采用加熱分離的辦法，把溶液中有逆溶性的聚合物與無(wú)逆溶性的其他組分分開(kāi)，再計(jì)算淬火液濃度的折光儀測(cè)試法。由于能測(cè)定溶液中有逆溶性的聚合物濃度，因此，能在稍長(zhǎng)的使用時(shí)間內(nèi)比較好地測(cè)量和控制淬火液濃度。由于不受其他組分含量多少的影響，而且只需用一只普通的折光儀，應(yīng)當(dāng)說(shuō)它是比較好的測(cè)定溶液中PAG總量的方法。
但是，同黏度測(cè)量法一樣，只按這種方法控制濃度，時(shí)間一久，實(shí)際的冷卻速度會(huì)偏高。因此，如不加注意，也有淬裂的危險(xiǎn)。
淬火冷卻中，不僅能從工件周圍超過(guò)濁點(diǎn)的水中脫溶出來(lái)，還可能同其他脫溶出來(lái)的PAG聚合物一起黏附在工件表面上的這部分PAG的濃度，我們把它叫做有效濃液。取淬火液在燒杯中作加熱試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新配制的淬火液，當(dāng)加熱到沸騰溫度時(shí)，脫溶出來(lái)的聚合物能全部呈絮狀團(tuán)聚集一起，并因裹帶了水蒸氣而首先浮在液面上。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的PAG淬火液被加熱到沸騰溫度時(shí)，就可能有一部分脫溶出來(lái)的聚合物不是與其他聚合物相聚成絮狀，而是獨(dú)自像雪花一樣下沉到杯底。這樣的淬火液，用黏度法或真實(shí)濃度法測(cè)量的濃度雖較高，但其冷卻特性卻與較低濃度的新配淬火液相當(dāng)。顯然，呈雪花狀下沉的那部分聚合物就屬于非有用部分。采用黏度法或真實(shí)濃度法都不能將非有效聚合物離開(kāi)，因而也不能準(zhǔn)確地控制經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的淬火液的冷卻特性。雪花狀脫溶物的形成原因尚不清楚，但估計(jì)與淬火液的污染和高溫下大分子量的PAG的斷鏈產(chǎn)物中有逆溶性的部分有關(guān)。
存在于溶液中的某些污染物，包括一些懸浮物，它們?nèi)绻芫奂诿撊艹鰜?lái)的PAG表面上而使界面能低于聚合物與溶液的相界面的界面能，則PAG聚合物該部分表面就會(huì)失去與其他PAG聚合物接觸并團(tuán)聚的條件。表面上聚集的這些污染物的脫溶PAG小珠子，因?yàn)槭チ司蹐F(tuán)和黏附在工件表面的能力，便成了無(wú)效的脫溶物。
綜上所述，PAG淬火液中具有逆溶性的組分并不都能起到調(diào)節(jié)冷卻特性的作用。因此，當(dāng)淬火液使用較長(zhǎng)時(shí)間后，為保證與新配制時(shí)相同的有效濃度，必須采用更高的真實(shí)濃度。
本文參考《淬火冷卻技術(shù)及淬火介質(zhì)》一書(shū)。
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