磁场淬火技术

　　磁场淬火是将加热到淬火温度的钢件，浸入到有稳定磁场或强脉冲磁场作用下的淬火介质中冷却。它是由于磁场的作用，使淬火介质的冷却特性发生了某些变化，同时影响到淬火的相变过程，从而使钢件淬火质量得到提高的一种新型淬火技术。

工艺原理：磁场对淬火介质冷却特性的影响

　　1、对静止水淬火冷却特性的影响。

　　用Φ20mm的银球分别测定一般静止水、有恒定磁场（磁场强度为8×105 A/m）作用的静止水和浓度10%的盐水淬火冷却特性的变化，对比结果表明，磁场对静止水和盐水具有明显降低冷却速度的作用。特别有工艺价值的是磁场在250℃左右对水和盐水的冷却速度影响最大。

　　水分子的互相作用借助于氢键，氢键比化学键要弱，容易破坏，也容易恢复。氢键的存在，促使水的各个微区不断产生分子的结合团，并在热运动作用下不断消失，水分子的空间有序化带有统计学性质。水中杂质对水结构影响很大，这与水中存在着离子有关，水分子和离子的互相作用能要超过水分子间互相结合能好多倍（在离子周围形成由许多水分子组成的水合物）。磁场能减轻水合作用，会破坏水合物膜，使水与固体表面的湿润性变坏。

　　试验还证明：磁场还会使水的表面张力增加、运动黏度增加。据测定，磁化水的运动黏度可以增加3%～4%，表面张力可增加10^-3～3×10^-3 N/m，甚至增加到5×10^-3N/m磁场对水的物理性质的这些影响，都将引起水在淬火时冷却能力的下降。

　　2、对流动水淬火冷却性能的影响。

　　磁场对不同流速水（为喷射冷却）的冷却能力有影响，研究表明：在气泡沸腾阶段，冷却速度降低比较明显，但与水流速度有关。当水流经喷嘴的速度为2.5~3.5m/s时，磁场影响最大；当水流速度进一步增大，冷却能力显著增高，并且在高速（约12 m/s）时，与无磁场的冷却速度相比只相差50~70℃／s。其原因尚不清楚，但可以肯定，磁场作用于水的时间、作用在离子上的力f、磁场强度的梯度( GH)都和流速有关，它们的关系为：f=xHGh式中：x为物质单位体积的磁化率；H为磁场强度。

　　上列因素对水的结构有不同的影响。当流速增加，GH和f增加，促使水合物破坏并降低冷却能力，但会减少磁场对水的作用时间，最终使这种效应消失。

　　这样，在磁场作用下的淬火，水、盐水、流动水的冷却特性可以很大程度上接近“理想”淬火介质的冷却特性，即在马氏体相变温度区（200~300℃之间）具有慢冷特性。因此，在磁场的作用下，水介质冷却特性的变化有利于防止淬火畸变与开裂。本文参考《淬火冷却技术及淬火介质》一书。