2.淬火冷却介质
把加热到奥氏体化状态的模具钢淬入淬火冷却介质中要求得到马氏体组织，因此模具零件在淬火冷却介质中的冷却速度必须大于其临界冷却速度。但是冷却过快，模具的体积变化及组织转变都很剧烈，不可避免地要产生很大的内应力，使工件变形甚至开裂。而且由于各种钢过冷奥氏体的稳定性和工件的形状、尺寸不同，所以对淬火冷却介质的冷却能力的要求也不同。
（1）对淬火冷却介质的基本要求
1）在钢的过冷奥氏体稳定性最小的温度范围内应具有足够的冷却能力。
2）钢在低温相变化温度区域具有较低的冷却速度，避免变形、开裂发生。
3）介质成分稳定，经济、易得，在使用过程中不易变质或降低冷却性能，在使用条件下有合适的黏度。
4）不易腐蚀工件，工件淬火后表面光亮，易于清洗。
5）在使用中，不易燃、易爆，无毒、无味，使用安全，不易腐蚀工件。
影响淬火冷却介质冷却能力的外界因素有介质温度、浓度、压力、污染和搅拌条件等。
（2）常用淬火冷却介质的性能（表8-9）
表8-9 常用淬火冷却介质的性能
注：冷却速度由ϕ20mm钢球测得。各冷却速度均根据有关冷却特性曲线估算得到。
1）水。由于水价廉、易得、使用安全、洁净，故目前仍是碳素钢最常用的淬火冷却介质。水在650～550℃有很强的冷却能力，但在300～200℃需要慢冷时，它的冷却能力过强，所以水淬时工件容易发生变形或开裂。水冷时，水温为15～40℃为宜，超过40℃，在650～550℃冷却能力大大降低，而300℃以下的冷却能力仍然很强。此外较大的碳素钢工件在水中淬火时，容易在工件表面形成蒸汽膜，如果没有及时清除破坏它，将降低局部冷却速度，造成软点。
2）食盐水溶液。在水中加入质量分数为10%～15%的食盐，可显著提高650～550℃范围内的冷却能力。这是因为食盐微粒依附在红热的淬火零件上，产生爆裂，破坏了蒸汽膜，因而能消除淬火零件的软点。盐水在300～200℃冷却能力仍很大，而且盐水对工件及淬火槽有一定的腐蚀作用，淬火后零件必须清洗干净。盐水主要用于碳素钢模具零件的淬火。
3）矿物油。矿物油也是目前工厂普遍应用的淬火冷却介质。常用的矿物油为L-AN15或L-AN32全损耗系统用油、变压器油、锭子油、柴油等。油在300～200℃冷却速度远低于水，这对减少淬火工件的变形和开裂是有利的。但在650～550℃冷却速度不够大，因此只能用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢件或碳素钢小型薄壁工件的淬火。淬火时油的常用温度为20～80℃。它的缺点是成本高、易燃、污染环境、工件表面清洗困难等。
4）新型淬火冷却介质。近年来，国内外在研制新型淬火冷却介质方面取得很大进展，如饱和氯化钙水溶液、过饱和硝盐水溶液、聚醚水溶液、水玻璃溶液、聚合物淬火冷却介质等，对提高模具的质量起了很大作用。(https://www.daowen.com)
① 氯化钙水溶液。
配制：将含有水分的氯化钙（mCaCl2.nH2 O）或块状氯化钙溶于水中，配成饱和溶液。
性能：CaCl2饱和水溶液与常用淬火冷却介质性能的比较见表8-10。
表8-10 CaCl2饱和水溶液与常用淬火冷却介质性能的比较
② NQ-1聚合物。NQ-1聚合物是以高分子聚合物为基体的水溶液，含有多种合成添加剂，通过对浓度的调整可以实现从盐水至油的冷却速度。其使用浓度可根据所处理的钢种、工件尺寸、形状和热处理要求来决定。可替代目前热处理行业使用的水、盐水、油等淬火冷却介质。
NQ-1聚合物淬裂敏感性试验：采用T8钢标准试样，外形尺寸为ϕ30mm×30mm，加热温度为（840±10）℃，保温30min，淬火后用磁粉检测。NQ-1聚合物淬裂敏感性比较见表8-11。
表8-11 NQ-1聚合物淬裂敏感性比较
NQ-1聚合物淬透性试验：采用45钢为淬透性试验材料，热处理加热温度为（840±10）℃，保温时间为30min，淬火后沿试样轴线剖切开，横断面上的硬度值见表8-12。
表8-12 NQ-1聚合物淬透性试验
淬火变形试验：采用45钢标准试样，外形尺寸为ϕ50mm×10mm，在电炉中加热，加热温度为（840±10）℃，保温15min。试样加热后在不同介质中淬火。试样淬火后变形大小及淬火后硬度见表8-13。
表8-13 试样淬火后变形大小及淬火后硬度
