1中国一汽集团公司辽阳汽车弹簧厂辽阳111000
2北京工业大学材料科学与工程学院北京100022

摘 要：本文通过对N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性的对比研究，以及对采用两种油进行的60Si2Mn和50CrVA钢样品淬火冷却后的组织性能分析，研究了两种油对板簧热处理质量的影响。实验结果表明，N32机油的高温冷却速度不足是其不适于有效厚度大于12mm的60Si2Mn板簧淬火的原因。而今禹Y15-II快速光亮淬火油的蒸汽膜阶段短，高温冷却速度较快，有足够的低温冷却速度，能够满足14mm以下厚度的60Si2Mn和20mm左右50CrVA板簧淬火。
关键词：60Si2Mn板簧冷却特性 有效厚度

1．前言
长期以来，热处理行业中普遍存在着“重热轻冷”——重视工件的加热控制，轻视淬火冷却技术的现象。各种可用的现代化技术不断地应用在工件的加热上，但冷却依然是在惯用的水和普通机油中进行。用机油淬火，油质好并加上良好的摆动，才有可能使12mm厚的60Si2Mn板簧淬透，但在大批量生产，且影响因素较多的前提下，就很难达到满意的效果。虽然使用水溶性淬火液的效果也不错，但因管理环节较多，需要用一个独立的循环系统，对不同材质、不同规格产品的生产缺乏灵活性，难以应对快速多变的市场需求。为了解决以上矛盾，挖掘传统的60Si2Mn弹簧钢的潜能。本文尝试用新型的今禹Y15-II快速光亮淬火油对较厚的60Si2Mn板簧进行淬火冷却，并与N32机油的冷却特性进行了对比。以探索适用于较厚截面的60Si2Mn板簧淬火的新型油品。

2．试验条件及方法
新旧比例不同的N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油的冷却特性试验是在油温为50℃、体积为1200ml条件下，采用IS09950国际标准进行实验，用KHR-01型冷却特性测试仪测定油的冷却特性。
两种钢的板簧和取材于规格为14×100的60Si2Mn弹簧钢及18×100的50CrVA弹簧钢标准拉伸试样，同时用BLl2-220型步进式加热炉加热，分别用N32机油和今禹Y15-II快速光亮淬火油淬火冷却，油温为20-60℃。用Axiotech金相显微镜检查金相组织；用WE-30吨万能材料试验机进行拉伸试验；用HB-3000型布式硬度计检查硬度。

3. 试验结果
3.1 新旧比例不同的N32机油的冷却特性
新旧比例不同的N32机油的冷却特性如表1所列。由表1中数据可知，虽然，旧油的Tvmax明显低于新油，但旧油的Vmax与新油接近。但是随新油量的增加，提高了淬火油V300℃，使非马氏体转变(A→B)的机会减小。因此对60Si2Mn钢的淬火，新油的综合冷却特性较好。

表1 N32机油的不同成分的新旧油的冷却特性

	冷却速度 Vmax(℃/s)	冷却速度 V300℃(℃/s)	冷却时间t600(s)	冷却时间t600(s)	最大冷速对应的温度Tvmax(℃)
旧油	90	5	6.0	4.8	550
10%新油	85	16	6.0	4.9	561
20%新油	77	16	7.5	6.1	567
30%新油	75	17	8.0	6.9	558
40%新油	73	21	7.0	5.8	575
50%新油	93	19	5.5	4.8	616
100%新油	91	25	5.5	4.8	605

注：表1中t650℃为冷却到650℃（即60Si2Mn的A→P的鼻尖温度）的时间。

3.2 Y15-II快速光亮淬火油与N32机油的冷却特性对比
实验获得的两种油的冷却特性参数如表2所列。通过表2的对比，可以看到Y15-II快速光亮淬火油有较短的蒸汽膜阶段，且出现最高冷却速度的温度较高，这样避免了从过冷奥氏体中先析出先共析铁索体的可能性；同时Y15-II快速光亮淬火油具有足够高的低温冷却速度，减少获得贝氏体(B)的转变量，使马氏体(M)转变充分，得到足够的淬透深度。

表2 Y15-II快速光亮淬火油与N32机油的冷却特性对比

项 目	N32	Y15-II
40 ℃运动粘度， mm2/s	28.8-35.2	不大于22
闪点（开口）， ℃ 不低于	170	180
特性温度， ℃	600	700
最大冷速， ℃/s	61	101
最大冷速对应温度， ℃	535	605
冷到300 ℃的时间，	29.4	12.8

另外，粘度和闪点作为油品的验收标准，Y15-II快速光亮淬火油只有粘度低，流动性好，使用中带出消耗量少，闪点高于普通机油的特点。

3.3 60Si2Mn与50CrVA弹簧钢在两种介质中淬火冷却试验结果的对比