现在在工业生产的热处理中,已经不采用动、植物油,而改用矿物油。因为动、植物油来源较少,价格较贵,并在淬火时容易发生变质,会发生树脂化、浓缩等情况。
而矿物油是从天然石油中提炼的油,用作淬火介质的一般为润滑油,如锭子油、机油灯。这种油的沸点一般为250—400摄氏度,具有物态变化的淬火介质;但由于它的沸点较高,与水比较其特性温度较高。
油在500—350摄氏度处于沸腾阶段,其下就处于对流阶段,这种冷却特性比较理想。对于一般钢来说,正好在其过冷奥氏体最不稳定区有最快的冷却速度,如此可以或得最大的淬硬层深度,而在马氏体转变区有最小的冷却速度,可以使组织应力减至最小,防止淬火裂缝的发生。水虽然在高温区仍有比油高的冷却速度,但其最大冷却速度正好在一般钢的马氏体转变温度范围,因此很不理想。
油的冷却能力以及使用温度范围主要取决于油的黏度和闪点。
黏度较低的油,一般使用温度在80℃以下。这种油在20—80℃的温度范围内变化,工件表面的冷却速度实际不变,即油温对冷却速度没有影响。黏度较高的油,闪点也较高,可以在较高温度下使用,例如160—250℃之间。这种油黏度对冷却速度起主导作用,因此随着油温的升高冷却能力提高。
淬火油经过长期使用后,其黏度和闪点升高,产生油渣,油的冷却能力下降,这种现象称为油的老化。这是因为矿物油在灼热的工件作用下,与空气中的氧或工件带入的氧化物发生作用,以及通过聚合、凝聚和异构化作用产生油不能溶解的产物所致。此外,在操作中油内水分增加也会促进油的老化。为了防止油的老化,应控制油温,并防止油温局部过热,避免水分带入油中,经常清除油渣等。
随着可控气氛热处理的广泛应用,要求使用工件淬火后能达到不氧化的光亮淬火油。光亮淬火油除要求有较好的冷却性能和能耐老化性能外,还应具有不使工件氧化的性能。因此,光亮淬火油应含水分少,含硫量低,氧化倾向小,或对已氧化工件有还原作用,以及具有热稳定性好,灼热工件淬火时,气体发生量少等特点。