《JBT 13025-2017热处理用聚烷撑二醇（PAG）水溶性淬火介质》专题研究报告

《JB/T13025-2017热处理用聚烷撑二醇（PAG）水溶性淬火介质》专题研究报告目录一、剖析标准出台背景：为何

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淬火介质亟需统一规范？二、专家视角核心技术指标：如何精准界定

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介质的性能边界？三、成分与配方解析：

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聚合物如何决定淬火冷却“灵魂

”？四、核心性能检测方法论：如何科学评估介质的冷却特性与稳定性？五、从标准看选型应用：如何为不同钢材与工艺匹配合适

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介质？六、热点聚焦：使用浓度管理——决定淬火成败的关键变量控制七、行业痛点与标准应对：如何有效防控介质老化与污染？八、安全与环保前瞻：标准如何指引淬火介质绿色可持续发展？九、标准实施与企业质控：构建

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介质全生命周期管理体系十、未来趋势预测：智能热处理时代下

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介质标准的演进方向剖析标准出台背景：为何PAG淬火介质亟需统一规范？市场乱象催生标准需求：产品质量参差不齐的现实困境在标准出台前，国内PAG淬火介质市场品牌众多，但产品质量差异巨大。部分产品存在冷却性能不稳定、逆溶性不达标、防锈防腐能力弱等问题，直接导致热处理工件出现硬度不足、软点、开裂甚至批量报废等质量事故。生产厂家与用户之间因缺乏统一的性能评判依据，常常引发争议。这种无序状态严重制约了热处理行业的技术进步与质量提升，制定一项权威、统一的国家标准已成为行业发展的迫切呼声。技术进步与产业升级的内在驱动：从“能用”到“好用、可靠”的跨越随着装备制造业向高端化、精密化发展，对热处理质量的要求日益严苛。传统的淬火油存在油烟、火灾风险及清洗困难等问题，而PAG水溶性介质以其安全、环保、冷却性能可调等优势成为重要替代方向。然而，要实现稳定可靠的应用，必须对介质的核心技术参数进行科学定义和规范。JB/T13025-2017的制定，正是为了引导PAG淬火介质技术从初期的“可用”阶段，迈向“性能优异、稳定可靠”的高质量发展阶段，满足高端零部件制造的精准热处理需求。0102对接国际与规范行业的双重使命：建立中国自主的技术话语权国际上对淬火介质已有相关规范和标准，但国内长期缺乏针对PAG介质的专门标准。制定JB/T13025-2017，一方面是为了借鉴国际经验，规范国内市场，提升产品质量门槛；另一方面也是建立符合中国热处理生产工艺特点和技术要求的标准体系，形成自主的技术规范话语权。该标准为生产商提供了明确的产品研发和质量控制指南，为用户提供了科学的选型、验收和使用依据，对整个热处理产业链的规范化、高质量发展起到了奠基性作用。专家视角核心技术指标：如何精准界定PAG介质的性能边界？核心物理化学指标集群：密度、折光率与pH值的协同控制1标准中对密度、折光率和pH值的规定并非孤立存在，而是构成了监控介质基础状态和浓缩液质量的指标集群。密度与折光率通常与介质浓度存在良好的线性关系，是现场快速、无损监测使用浓度的关键双保险。pH值则直接关联介质的腐蚀倾向和稳定性。专家指出，必须将这些指标联动分析，例如，异常的密度与折光率关系可能提示杂质污染或聚合物降解；pH值的持续下降往往是介质老化、细菌滋生或外来酸性物质侵入的信号，需及时干预。2冷却性能曲线的权威诠释：特性温度、最大冷速与300℃冷速的工程意义冷却曲线是淬火介质的“指纹”。标准强调的特性温度（蒸汽膜破裂温度）、最大冷速及其对应温度、以及300℃时的冷速，是工程应用的灵魂参数。特性温度高意味着蒸汽膜阶段长，适合减少复杂件的变形与开裂风险；最大冷速决定了获得高硬度的能力；300℃冷速则关乎马氏体转变区的冷却烈度，对防止淬裂至关重要。专家视角认为，理想的PAG介质应具备适中的特性温度、可调的最大冷速以及在马氏体转变区相对缓和的冷却能力，这需要聚合物分子结构设计的精妙平衡。0102逆溶性：PAG介质的标志特性及其量化评价方法逆溶性是PAG区别于其他水溶性聚合物淬火剂的核心特征，指聚合物在超过某一温度（逆溶点）时从水中析出的性质。标准对逆溶性的检测方法进行了规范。这一特性使得工件在淬火时表面形成均匀的聚合物膜，既能调节冷却速度，又能减少变形和蒸汽膜阶段的不稳定性。专家剖析指出，逆溶点的范围、聚合物膜层的均匀性与再溶解性，直接影响了淬火的均匀性和工件清洗的难易度，是评价PAG介质品质优劣的关键一票。成分与配方解析：PAG聚合物如何决定淬火冷却“灵魂”？PAG聚合物的分子结构设计：环氧乙烷与环氧丙烷的共聚奥秘PAG并非单一物质，而是环氧乙烷（EO）和环氧丙烷（PO）的嵌段或随机共聚物。EO链段亲水，PO链段疏水。两者的比例（EO/PO比）、聚合度、分子量分布及序列结构，共同决定了聚合物的逆溶温度、浊点、粘度及在金属表面的吸附成膜特性。标准虽未限定具体合成路径，但对最终产品的性能要求实质上对分子设计提出了隐形规范。高EO含量通常带来更低的逆溶点和更好的水溶性，而PO链段则增强了疏水性，调节膜的特性与冷却速度。功能添加剂体系：防锈、防腐、消泡与稳定性的幕后功臣1纯PAG聚合物溶液在应用中易生锈、易腐败、可能产生泡沫，且长期使用稳定性不足。因此，配方中必须包含精心平衡的添加剂体系，包括防锈剂、防腐杀菌剂、消泡剂和稳定剂等。标准中对防锈性、腐败控制（如通过pH值、气味等间接体现）提出了要求。这些添加剂需与PAG聚合物有良好的相容性，不影响其冷却特性，并且自身具有长效性。其配伍技术是各生产商的核心机密，也是产品差异化竞争的重要领域。2浓度与冷却特性的非线性映射关系：配方设计的终极挑战PAG水溶液的冷却能力并非与浓度呈简单的线性关系。在低浓度区间，增加浓度会显著降低最大冷速；而在高浓度区间，变化趋于平缓。同时，浓度对不同温度区间的冷却速度影响程度也不同。优秀的配方设计，旨在实现冷却曲线随浓度变化具有良好、可控的梯度，使得用户通过调整浓度这一单一变量，就能在较宽范围内精确匹配不同钢种的淬火需求。标准通过规定不同浓度下的冷却性能指标，引导配方设计朝向这种“宽范围、高可控性”的目标优化。四、核心性能检测方法论：如何科学评估介质的冷却特性与稳定性？标准冷却性能试验（银探头法）：从实验室数据到工程实践的桥梁标准采用国际通用的银探头法（或规定其等效方法）测定冷却曲线。该方法使用高精度传感器和标准化探头，在严格控制的搅拌、温度条件下进行测试，结果具有可比性。这一方法的关键在于理解其模拟性：它提供了一个标准化的、可重复的评估框架，但实际工件淬火时的冷却情况受工件形状、尺寸、装炉量、搅拌强度等多因素影响。因此，标准数据是选型的基础和比较的标尺，而非直接等同于现场效果，需要结合实际工艺进行验证与调整。浓缩液与工作液的双重检测逻辑：确保源头与过程双保险1标准明确要求对浓缩液（供应商提供的原液）和工作液（用户配制的稀释液）分别进行检测。对浓缩液的检测旨在控制产品质量的源头，确保其物理化学指标和潜在冷却性能符合要求。对工作液的检测则侧重于过程控制，监控其在日常使用中的状态变化，如浓度、pH值、防锈性等。这种双重检测逻辑构成了完整的质量监控链条，既为采购验收提供了依据，也为日常维护管理指明了方向，是标准实用性的重要体现。2长期热稳定性与抗污染能力评估：模拟极端工况的耐久性考验1除了常规性能，标准隐含了对介质长期使用稳定性的要求。通过检测介质在经历一定次数或周期的加热-冷却循环、或模拟带入少量油脂、盐分等污染物后的性能保持率，可以评估其抗老化、抗污染能力。这对于要求连续生产、介质使用寿命长的热处理车间至关重要。虽然标准中可能未将其作为强制性出厂检验项目，但负责任的供应商和注重过程控制的用户，会将其作为评价产品优劣的重要参考依据。2从标准看选型应用：如何为不同钢材与工艺匹配合适PAG介质？依据钢材淬透性与工件复杂程度确定冷却烈度需求选型的第一步是分析需求。高淬透性钢材（如某些合金结构钢）可能需要较缓和的冷却以避免开裂，此时应选择在特性温度区和低温区冷速较缓的PAG介质，或使用较高浓度。低淬透性钢材（如碳钢）则需要较快的冷速以确保硬度，可选用低温区冷速相对较高的型号或较低浓度。对于形状复杂、截面变化大的工件，宜选用特性温度较高、蒸汽膜阶段更稳定的介质，以减少变形和开裂倾向。标准提供的冷却曲线数据是进行此类匹配的直接工具。浓度调整：实现“一种介质，多种工艺”的柔性淬火核心手段1PAG介质最大的应用优势之一是通过改变水溶液浓度，可在很大范围内调节冷却速度。标准中通常会提供产品在几个典型浓度（如5%，10%，20%）下的参考冷却曲线。用户应根据自身主要处理的钢材种类和工艺要求，选择一个“基准浓度”，并掌握浓度变化对冷却曲线影响的规律。在实际应用中，可围绕基准浓度进行微调，以适应不同批次材料或略微变化的工艺要求。这要求用户具备通过折光率或密度等手段精确控制浓度的能力。2工艺参数协同优化：搅拌、温度与浓度构成的“冷却三角”1淬火冷却效果是介质浓度、溶液温度和搅拌强度三个主要工艺参数共同作用的结果。标准通常规定测试条件，但实际应用需协同优化。加强搅拌等效于提高冷却烈度，可部分补偿因浓度升高或液温上升导致的冷速下降。因此，当工件硬度不足时，不一定非要降低浓度（可能增加变形风险），可以尝试加强搅拌或适当降低液温。建立浓度-温度-搅拌强度的工艺窗口，是高效、稳定应用PAG介质的高级阶段，标准为此提供了基础性能数据支撑。2热点聚焦：使用浓度管理——决定淬火成败的关键变量控制浓度精确检测的“双轨制”：折光仪法与粘度/密度辅助校正折光仪是现场监测PAG淬火液浓度最常用、最快捷的工具。标准通常会认可折光仪读数与浓度的对应关系。然而，折光仪读数会受到介质老化、污染（如油污、盐分）的影响而产生偏差。因此，需要建立“双轨制”校验机制：定期（如每周或每月）采用标准方法（如滴定法）或通过检测粘度、密度等辅助手段，对折光仪读数进行校正，并建立该批次介质独有的“折光率-浓度”对照表。忽视校正，仅依赖初始校准曲线，是浓度管理失控的常见原因。浓度波动的根源分析：带出消耗、水分蒸发与热分解工作液浓度在日常使用中必然发生变化，主要根源有三：一是工件带出消耗，这是浓度升高的主因；二是液槽水分蒸发（尤其是敞口槽或高温季节），导致浓度升高；三是PAG聚合物在高温工件表面的局部热分解或氧化，长期会导致有效成分减少，冷却性能衰减，虽然折光仪读数可能变化不大。理解这些根源，才能采取针对性措施：通过补加水控制因带出和蒸发导致的浓度升高；通过定期检测冷却性能，监控介质的内在衰减，必要时补充新液或整体更换。建立动态浓度控制规范：从经验管理到数据驱动的科学维护不能将浓度管理简单理解为“保持在X%”，而应建立一个围绕目标浓度的合理波动范围（如±1%或±2%），并制定明确的操作规程。这包括：规定检测频率（如每班或每日）、明确负责人员、规定添加水或浓缩液的流程（必须充分搅拌混合均匀）、记录每一次的检测数据和调整动作。同时，应将浓度数据与当批工件的热处理质量结果（硬度、金相、变形量）进行关联分析，不断优化目标浓度范围，实现从被动维持到主动优化、数据驱动的科学管理。行业痛点与标准应对：如何有效防控介质老化与污染？氧化与热降解：PAG聚合物链断裂的机理与延缓策略PAG介质在高温工件表面反复经历瞬间高温，以及槽液长期处于加热和与空气接触的状态下，会发生氧化和热降解。主要表现为聚合物分子链断裂，分子量分布变化，导致逆溶性变差，聚合物膜不均匀，冷却性能衰退，粘度可能下降，且易产生泡沫。标准通过规定产品的热稳定性要求来引导改进。用户延缓策略包括：控制最高液温（一般不超过55-60℃)、采用槽液冷却装置、避免局部过热、以及定期补充新液以“稀释”老化产物。外来污染物入侵的渠道与危害：油、盐、杂质的影响常见的污染物包括：工件带入的切削油、润滑脂、清洗剂残留；淬火炉的盐浴或气氛炉的炭黑；系统管路或工件的铁锈；以及硬水中的钙镁离子。油脂会浮在液面或乳化，破坏冷却均匀性，促进细菌滋生。盐分和硬水离子可能破坏聚合物的溶解状态，影响逆溶性和冷却曲线，并加剧腐蚀。标准对防锈性、允许的杂质含量等有规定。防控关键在于：加强前清洗、设置撇油装置、定期过滤、使用去离子水或软水配制工作液。微生物滋生腐败：异味、泥垢与性能劣化的生物因素PAG介质中的有机物和适宜的温度（30-50℃)是微生物（细菌、霉菌）生长的温床。腐败会产生难闻的“臭鸡蛋”气味（硫化氢），形成粘滑的菌膜或黑色泥状沉淀，堵塞过滤器和管路，消耗有效成分，产生酸性产物导致pH值下降、腐蚀加剧。标准通过pH值要求和腐败控制指引来应对。用户必须重视微生物控制：保持液槽清洁、定期循环过滤、必要时使用获批准的专用杀菌剂进行处理，并监测pH值变化作为腐败的早期预警指标。安全与环保前瞻：标准如何指引淬火介质绿色可持续发展？降低火灾风险与挥发性有机物排放：从油到水的本质安全提升相较于淬火油，PAG水溶液最大的安全环保优势是无可燃性，彻底消除了淬火工序的火灾隐患和与之相关的消防设施投入。同时，其挥发性极低，基本无油烟，极大改善了车间工作环境，减少了挥发性有机化合物排放，有利于员工健康和满足日益严格的环保法规。JB/T13025-2017标准的推广，本身就是推动热处理行业向更安全、更清洁生产转型的重要技术文件，符合“以水代油”的行业发展趋势和国家节能减排政策导向。生物降解性与废水处理：关注介质的全生命周期环境影响1标准的制定和产品研发越来越关注PAG聚合物的生物降解性。现代优质的PAG淬火介质，其基础聚合物应具有一定程度的可生物降解性，以减少在废弃处理时对环境的长期压力。标准虽未强制规定降解率，但通过性能导向间接鼓励环保型配方。对于用户，标准的指导意义在于：选择环保型产品，并建立规范的废液处理流程。废液不应直接排放，需交由有资质的危废处理单位或通过专用废水处理设备（如破乳、生化处理等）达标后排放。2延长使用寿命与资源循环：减少消耗与废弃的源头减量化最环保的废液处理方式是减少废液的产生。标准通过对产品稳定性、抗污染能力的高要求，引导开发长寿命的PAG介质产品。对用户而言，严格按照标准和使用规范进行操作和维护，通过精细化管理（如浓度控制、污染防控、定期净化），可以数倍甚至数十倍地延长淬火液的使用寿命。这不仅大幅降低了生产成本（减少采购和处理费用），更从源头减少了资源消耗和废弃物排放，是实现热处理生产绿色化、可持续化的核心实践路径。标准实施与企业质控：构建PAG介质全生命周期管理体系采购验收阶段的标准化流程：以数据为核心的供应商评价企业应依据JB/T13025-2017，建立详细的PAG淬火介质采购技术协议和验收规程。技术协议中应明确要求供应商提供符合标准各项指标（特别是冷却性能曲线）的检测报告，并可根据自身特殊工艺需求增加附加条款。到货验收时，不应只核对数量，必须抽样进行关键项目（如折光率对应浓度、pH值、外观，有条件可测冷却曲线）的检测，数据合格方可入库。长期稳定的采购数据是评价和筛选优质供应商的科学依据。日常使用维护的标准化作业：将标准要求转化为操作规程标准的价值在于应用。企业必须将标准中对工作液的要求，转化并细化为可执行的现场作业文件。这包括：《淬火液配制操作规程》、《浓度检测与调整记录表》、《槽液温度与搅拌控制规定》、《定期性能检测（如冷却曲线、防锈性）计划》、《过滤与清洁维护制度》等。通过标准化作业，确保每个环节的操作都有章可循、有据可查，将介质的状态控制在标准规定的良好范围内，从而保障热处理质量的持续稳定。性能衰减预警与报废决策的科学依据：告别“凭感觉换液”标准为企业判断介质是否失效、何时需要补充或更换提供了科学依据，而非依赖经验或感觉。应建立关键性能参数的监控趋势图，如冷却曲线（定期外送或自测）、pH值、折光率校正系数、杂质含量等。当冷却性能（特别是300℃冷速）持续偏离工艺允许范围，且通过调整浓度无法纠正；或pH值持续下降且无法通过添加剂调整；或污染严重无法通过过滤净化去除时，结合生产质量问题的反馈，就可以做出科学的报废决策，避免过早更换造成浪费，或过晚更换导致批量质量事故