淬火油的配方-淬火油价格是多少

1.轴承淬火液的淬火液的配方

2.常用的淬火介质有哪些?各有何特点

3.请问现时的冷却方法总的来说有几种？原理、优点等又分别是什么

4.网带炉用的淬火液问题？

轴承淬火液的淬火液的配方

1、水：

优点：汽化热高，传热系数较高，化学稳定性好，很便宜，使用方便。

缺点：冷却速度随水温的变化而发生明显变化。650-550℃区间冷却速度小于300-200℃区间。因在奥氏体不稳定区域冷却速度低，故会出现淬不硬现象。淬火件在淬火时还会产生巨大的应力，造成开裂和变形。蒸汽膜阶段长，易生气泡。在淬火件的凹槽和孔内蒸汽不易逸出，造成冷却不均，因此易出现软点。

用途：只用于小截面、外形简单的碳素钢件错淬火，工作表面较光洁。

留意事项：使用时最好用搅拌或强制循环的方法，以进步冷却的均匀性，防止产生软点和变形。水中不应混进灰尘、油类等杂质。工作温度不应超过40℃。

2、无机水溶液：

1）氯化钠（食盐）水溶液：

介质组成：NaCl浓度可用5%或10%。

优点：NaCl能附着于灼热的淬火件表面，剧烈爆炸成雾状（崩膜），使蒸汽膜破坏，蒸汽膜阶段大为缩短，从而明显进步水的冷却速度，冷却也比较均匀。价格便宜，淬火件可达到较高硬度，而且硬度均匀。

缺点：冷却速度随溶液温度而变化，淬火后淬火件易生锈。

用途：用于淬透性低、不易开裂、对防止变形要求低的淬火件，例如碳素钢件（有效厚度30-100mm，采用盐水，油淬火），合金结构钢（40Cr,40CrMoV,有效厚度30-150mm；38CrMoAl有效厚度>80mm。）

留意事项：使用时溶液温度应控制在60℃以下，淬火后要清洗，并要进行防锈处理。

2）氢氧化钠水溶液：

优点：冷却曲线与氯化钠溶液基本相同，NaOH可与淬火件表面的氧化皮相互作用，产生氢气，使氧化皮迅速剥落，使淬火件表面呈现光亮的银白色。冷却能力大于氯化钠。

缺点：有腐蚀性，劳动条件较差，在使用中易吸收空气中的二氧化碳而使成分逐渐变化。与前两者一样，冷却速度也随溶液温度而明显变化。

用途：用于碳素钢。

留意事项：要定期更换溶液。

3）饱和氯化钙水溶液：

优点：在奥氏体不稳定区（650-550℃）时，有很高的冷却速度，在马氏体转变区，由于它的沸点比水高，对流的开始温度也较高，同时它的粘度比水大，传热性也较差，因此冷却速度较慢，从而减小淬火的应力，防止变形和开裂。它的配制方便，轻易购买，价格低，使用寿命长。

缺点：温度太低时，会有氯化钙结晶析出，堵塞淬火槽管路。淬火件放置时易生锈。

留意事项：淬火件淬火后要及时清洗，进行防锈处理。

4）过饱和硝酸盐水溶液：

介质组成：（1）三硝溶液硝酸钠25%，亚硝酸钠20%，硝酸钾20%，水35%， 使用相对密度应控制在1.4-1.5之间；（2）二硝溶液硝酸钠31.2%，亚硝酸钠20.8%，使用相对密度应控制在0.36-1.41之间。

优点：在高温区（650-550℃），由于大量硝酸盐的存在会破坏蒸汽膜的形成和稳定性，使冷却速度接近水。在低温区（300-200℃），由于溶液浓度高，粘度大，活动性差，对流速度慢，使冷却速度又接近油。三硝溶液与饱和氯化钙溶液相似，淬火硬度高，淬硬层深，变形小，不易开裂。淬火件防锈性好，冷却特性介于水与油之间，高温下冷却速度比油倍，低温下为油的1倍，但仍比水慢。

缺点：价格比氯化钙高很多，亚硝酸钠有毒，易生致癌物质。

用途：用于中碳钢、高碳钢、低合金和球墨铸件的淬火，还可代替碳钢的水－油双液淬火。45钢有效厚度小于或即是40mm。有些外形简单的合金钢[40Cr,65Mn,20Cr(渗碳后),GCr15] 工件也可采用。

留意事项：要留意亚硝酸钠有毒，而且有致癌作用，应改用无毒防锈剂。使用温度为30-60℃。当温度升至100℃时，冷却能力就会下降，就会有软点出现。

5）氯化锌-氢氧化钠水溶液（光亮淬火剂）：

介质组成：氯化锌12.25%，氢氧化钠12.25%，肥皂0.5%，水75%。

性能：氯化锌与氢氧化钠反应，天生氢氧化锌，呈乳白色，高温区冷却速度比水快，低温区冷却速度比水慢。

优点：淬火件硬度高，变形小，不易开裂，表面光亮。

用途：用于碳钢和碳素工具钢等外形复杂的工模具的工件的淬火，可代替水-油双液淬火。

留意事项：要留意淬火前事先要先搅拌均匀，用压缩空气搅拌更好，工作温度应控制在20-60℃之间。

6）水玻璃（硅酸钠）水溶液：

介质组成：单一水玻璃溶液，模数M=SiO2/Na20=2.4,相对密度1.091-1.125（12-16波美度(Bc)）（硅酸钠可用硅酸钾代替）。

性能：（1）60SiMn钢汽车钢板弹簧在840℃下淬火，然后在460℃下回火，介质工作温度60-70℃。用16波美度的溶液处理的钢板弹簧，疲惫寿命可比油淬火（寿命40万次）进步6.7-10倍（可达400万次）。

（2）114淬火剂：在密度为1.10-1.12g/cm3的水玻璃水溶液中，加NaOH使相对密度调整到1.14，其优点是可减小变形，避免开裂。（3）351淬火剂：水玻璃（SiO2摩尔数/Na2O摩尔数=2.4，波美度56）19.1%，NaOH1.1%，氯化钠12.6%，氯化钾12.6%，有利于阻止溶液起化学变化。水玻璃冷却能力在水与油之间。在低温区（300－200℃）水玻璃能在工作四周形成一层韧性膜，所以冷却速度就明显降低。它的冷却速度可调节，可用作淬火油代用品。

缺点：工件表面会附着胶状硅酸钠，难以清洗。它的工件表面有腐蚀作用。

用途：（1）用于60SiMn钢汽车钢板弹簧的淬火。

（2）用于外形复杂、厚薄不均的碳钢工件的淬火

（3）用于轴承钢等的淬火。

（4）用于大批量需用油淬火的工件，可作为油的代用品使用。

7）碳酸钠水溶液：

介质组成：（1）低浓度碳酸钠水溶液；（2）15-20%碳酸钠水溶液。

性能：（1）性能和用途与氯化钠水溶液同，但其淬火有效厚度仅为其1/3；（2）适用于有效厚度大于25mm的轴承钢。

用途：工件表面较光洁。

留意事项：工作温度不应超过60℃。

3、有机水溶液：

1）聚乙烯醇（PVA）水溶液（简称73合成淬火剂）：

介质组成：最好能使用聚合度为1750，醇解度为88%的聚乙烯醇。水溶液浓度为10%，加有防锈剂、防腐剂、消泡剂等，它是我国用量最大的有机水溶液淬火介质，其组成为：聚乙烯醇10%，三乙醇胺1%，亚硝酸钠1%， 苯甲酸钠0.4%，磺化蓖麻油0.02%，水87.58%。

性能：使用时可加水稀释，例如可稀释到含聚乙烯醇0.1-0.3%。冬季使用时浓度应比夏季稍高，用于合金钢时应比碳钢稍高。

优点：它属于成膜型淬火介质，在冷却第一阶段，淬火件表面蒸汽膜外面被由聚乙烯醇形成的粘性膜包围，因而延长蒸汽膜的持续时间，冷却速度缓慢。进进沸腾阶段后，粘性膜破裂，冷却速度应明显加快。当温度降至低温区时，聚乙烯醇粘性膜又会重新形成，使冷却速度下降，这有利于防止工件开裂和变形。因此，它在高温区冷却速度与水近似，但低温区则比水慢。

缺点：由于在使用过程中它的浓度难以检测和控制，所以它的冷却性能变化大。它易发霉发臭。溶液结冰后再融解时，粘度就会下降，冷却性能就会变差，感应淬火时，析出的聚乙烯醇会堵塞感应圈喷水孔。目前国外已停用。

用途：可用于中碳钢及中碳低合金钢的整体淬火，例如45钢，40Cr钢，40MnB钢，42CrMn钢等工件的淬火。

留意事项：亚硝酸钠有毒，又会产生致癌物质，应改用其它无毒防锈剂。使用温度25-45℃。

2）聚乙二醇：

介质组成：感应淬火时最佳浓度为5-10%，整体淬火时为15-20%。

优点：它属于成膜型淬火介质，可防止淬火件开裂。所形成的薄膜易清洗掉。

缺点：性能上不如聚醚型淬火介质，故欧美一直没采用。

留意事项：使用中必须对介质浓度和温度进行控制。

3）聚酰胺聚乙二醇（PAM）水溶液：

介质组成：由酰胺与乙二醇共聚制得。

性能：稳定性比其它有机聚合物淬火介质都好，当使用浓度超过15%时，淬裂几率可明显减少。

用途：可用于直接淬火，铸造余热淬火和感应喷射淬火，特别用于大型工件的淬火。

4）聚醚（PAG）水溶液：

介质组成：由环氧乙烷与环氧丙烷的无规共聚物制得，常用的品种中主要成分的分子量约为13000，美国有UCON A，B，C，HT，AQ251、252、364、365等，苏联有ZSP1、2、3。

优点：当温度升高时，聚醚溶解度反而会下降，乃至从水中析出（这叫做逆溶性）。聚醚水溶液在常温下均匀透明溶液，温度上升到浊点时，溶液就从透明变为混浊。当温度继续上升到逆熔点时，聚醚的线型大分子就会从水中析出，并与水完全分离。当溶液中聚醚浓度小于5%时，淬火时在高温区析出的聚醚，能在工件表面起浸润作用，促使蒸汽膜较快破坏，因此聚醚的冷却能力接近于NaCl或碱的水溶液。当聚醚浓度增大时，在淬火过程中能在工件表面形成沉积膜，起着隔热层的作用，使冷却速度下降。沉积膜的厚度取决于聚醚浓度。因此聚醚溶液的冷却速度是可以调节的。沉积膜的存在使散热比较均匀，从而可消除软点，并减小工件的内应力，防止工件变形。当淬火温度下降到逆熔点以下时，已析出的聚醚又会重新溶于水。聚醚的热稳定性良好，可长期使用。在美国可使用13-14年。聚醚无毒，公害小，淬火后工件易清洗。

缺点：价格太贵。

用途：在世界上聚醚是应用最广的一种有机淬火液，可用于各种汽车工件以及航空产业的铝合金和钛合金，合金钢锻模的淬火，大转矩柴油机曲轴感应加热淬火等。它通常用于高频表面淬火，其浓度为1-2%。如用5%的浓度，可使冷却更均匀，避免水淬时经常产生的软点。如用10-20%的浓度，可加快冷却速度，适用于低淬火性钢的淬火，如用20-30%的浓度，可适用于钢件的整体和表面淬火。

留意事项：工作温度一般为35-50℃。铝合金为25℃以下。但大截面高淬透性合金钢则需高浴温，高浓度，以避免工件产生不利的应力；某些钢（例如AISI5160）的工作温度为70℃。

5）聚丙烯酸钠（SPA）水溶液：

介质组成：（1）通常丙烯酸钠和聚丙烯-甲基丙烯酸钠按1：1比例混合而成，它是80年代出现的淬火介质；（2）我国的PAS-3水溶性淬火介质，以聚丙烯酸盐为主要成分；（3）我国TZQ有机水性淬火介质，主要成分为丙烯酸衍生物的聚合物，含量为27%（重），此外还含添加剂0.63%。

性能：（1）冷却曲线几乎是直线形，蒸汽膜阶段时间很长，冷却速度慢，散热均匀，这对于非马氏淬火以及高淬透性、淬火易裂的钢工件是有利的，可起到正火的效果，可避免淬火件表面脱碳和氧化。热处理件的机械性能与调质处理相同，同时还具有很好的加工性能。由于取消了回火工序，简化了工艺，可以节约能源，降低本钱。它可代替油浴、盐浴或铅浴，用于易开裂工件的淬火。（2）用PAS-3进行淬火后，工件的表面硬度和心部硬度均能符合国家标准，金相组织与淬火油相同，均为4级。疲惫试验结果与用N15号全损耗系统用油淬火较接近。（3）TZQ的冷却性能与PAS-3不同，蒸汽膜阶段短，高温区域冷却速度较快，这对低淬透性钢材的淬火有利。

用途：可用于汽车锻件淬火、浓度5-10%的溶液可用于合金钢的淬火。10-20%的溶液可用于不锈钢的淬火。15-25%溶液可用于高速钢淬火。PAS-3可用于拖拉机活塞销20Cr钢渗碳后淬火和低温回火。

6）聚丙烯酰胺（PAM）水溶液：

介质组成：PAM分子量在150万以上，有两种水溶液：1号水溶液分子量为250万以上，2号水溶液分子量为150-250万，有效含量为7%，可完全溶于水中。此外还有固体的PAM产品，分子量各为300-500万和500-700万，水溶液中还要加进防锈防腐剂。

性能：水溶液中加有亚硝酸钠，除有防锈作用外，还有破坏膜的作用，从而进步淬火临界区域的冷却速度，改善淬火条件（但亚硝酸钠有毒）。前苏联某汽车厂的载重汽车的曲轴（轴径100mm），过往采用油淬，后来为了进步淬透性和防止开裂，采用1-2%PAN+NaCL水溶液，淬火后轴径可以全部淬透，经高温回火后，心部和表面的机械性能基本一致，疲惫强度极限要比油淬高出25%，经济效益好。

留意事项：亚硝酸钠有毒，又会产生致癌物质，应改用其它无毒防锈剂。

7）木质素磺酸盐：

介质组成：它是造纸厂亚硫酸纸浆废液的提出物，通常使用浓度为5-15%，溶液中可加进碳酸钠来调整。

性能：无毒，本钱低（仅为淬火油的1/160-1/240），随着它的浓度增加，蒸汽膜阶段的时间就会延长，冷却速度就会降低。木素磺酸盐能被吸附于金属表面，形成胶体膜，使冷却速度明显降低。

缺点：轻易发霉，从而导致变质分解，影响淬火质量。它还有难闻的气味。

8）XL-氯化锌水溶性淬火介质：

介质组成：XL主要是烷基苯的衍生物，有很高的抗氧化性和热稳定性，它是褐色粘稠液体，相对密度为1.5，溶于水中后为真溶液，可以与氯化锌等配合使用（加其它盐类效果不如氯化锌）。

性能：氯化锌可在工作表面起破坏蒸汽膜作用，进步介质的特性温度，缩短蒸汽膜阶段的时间，进步淬火临界区域的冷却速度，在沸腾阶段后期，由于粘度的增加和不断在淬火工件表面产生的沉积物，减缓了热的传导，减低了冷却速度，因而可降低淬火件内应力，防止开裂，并减小变形量。

用途：可用于45钢，GCr15钢等的淬火。

9）511水溶性淬火介质：

介质组成：以高分子有机聚合物为主，加有淬火高温区域冷却速度调整剂，可以任意比例与水互溶，冷却速度可调整。

性能：无毒、无味、防锈性能好，泡沫少，防腐性好，淬火后，热处理件的硬度与金相组织都合格。

用途：可用于感应喷射淬火，碳钢，合金结构钢和轴承钢的整体浸淬。

10）聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）水溶液：

介质组成：由N-乙烯基与吡咯烷酮聚合而成，分子量5万-36万（最佳为10万-20万），根据分子量的不同分为4个牌号，通常还加进15%以下的防锈剂（亚硝酸钠，硼砂等和3%以下的防腐剂）。

性能：有很强的防止淬裂能力，可在较低浓度下使用，有一定的消泡、防锈性能。

缺点：在使用中，分子链轻易断裂，使分子量降低，影响淬火质量，故未被广泛使用。

用途：可用于整体直接淬火，铸造余热淬火及感应淬火，使用温度较宽（30℃-沸点四周）。

留意事项：亚硝酸钠有毒，又会产生致癌物质，应改用其它无毒防锈剂。

11）三乙醇胺水溶液：

介质组成：水溶性好，可直接溶于水中。淬火浓度通常为5-8%。

性能：冷却能力介于水和油之间，在低温区域，冷却仍嫌过快；当浓度为12%时，冷却速度会明显减慢。淬火工件不易生锈，用于盐浴加热淬火时不会与无机盐起化学作用。

缺点：消耗能量较大，价格较高，淬火时会发生呛人气体。

用途：可用于中碳钢淬火。

留意事项：使用温度20-55℃。

12）乳化油淬火液：

介质组成：先用少量水（40℃左右）溶解乳化油，然后在室温下再加水稀释至所要求的浓度10-15%。69-1乳化淬火油可配成1-5%的水溶液使用。

性能：乳化油加进水中后，可使冷却速度下降，使蒸汽膜的稳定性进步，沸腾阶段向低温区域转移。69-1等质量较好的乳化淬火液不易变质发臭，使用寿命较长，防锈性好。

用途：可用于中碳钢感应加热淬火。

留意事项：使用温度为20-45℃。

常用的淬火介质有哪些?各有何特点

常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。

1、自来水和洁净的雨水作淬火介质时，其温度不得超过40℃，且水中不得混有泥土等悬浊物或肥皂水等乳浊物，以及不断上升的气泡。

2、用质量分数为5%~10%NaCl或5%~10%NaOH及3%~5%NaCO?的水溶液作淬火介质时，经彻底溶解后才能提高冷却速度和消除淬火软点。水和水溶液使用一定时间后，应根据冷却能力的减退情况适当更换，或过滤去污，或按配方比例补加新介质。

3、用全损耗系统用油作淬火介质时，油温一般控制在30~80℃。温度过低或过高，都会使冷却速度减慢。油温最高不得超过80~100℃。

4、淬火油长期使用会老化。老化的火油粘度大，闪点低，不仅容易着火，而且冷却能力降低，同时淬火后不易清洗。因此，使用一定时间后应过滤、更新，或补加新油。

5、采用油作淬火介质时，油槽应有良好的排烟装置和妥善的防火设施，并应定期检查其效能和可靠程度。

6、气体(包括空气、惰性气体和保护气体等)作淬火介质，适用于为了减少某些高合金钢工件的溶火变形而采取的冷却方法。

7、在氯化盐浴中加热的工件，不宜直接用空气冷却，以免熔盐与空气中的氧发生反应而腐蚀工件表面。必要时，可以将工件表面附盐“水爆”除掉后立即取出空冷。

扩展资料

水性淬火介质的寿命长短，最主要的影响是介质的种类。比如，聚乙烯醇类的淬火介质，一般寿命不超过几个月；而PAG类的介质，一般多可以使用几年。

外来污染对水性介质的寿命长短影响也很大。因此，水性介质的维护管理比油性介质更应受到重视，也更费事。PAG淬火液可以通过去污处理而延长其整槽更换时间。

不管是水性还是油性介质，使用中都会逐渐变质，同时也都会受到污染。变质产物和外来污染物逐渐积累，都会影响到介质的使用性能。使用到一定时间后，都应当做整槽更换。据知，除只用于大型工件淬火的油外，大量处理一般中小型基础件的场合，国内外淬火油的使用寿命一般不超过三、五年。

如果不做去污处理，就是PAG淬火介质的整槽更换时间一般都比三、五年要短。到了应当整槽更换的时候就做整槽更换，往往能保证热处理质量、提高生产效率、简化管理并减少介质消耗量，从而能降低生产成本。

百度百科-淬火介质

百度百科-单介质淬火

请问现时的冷却方法总的来说有几种？原理、优点等又分别是什么

----------《制冷方法》---------------

本篇提示：

要求掌握："制冷"的定义；蒸气压缩式制冷、蒸气吸收式制冷、蒸气喷射式、吸附式制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、绝热放气制冷和气体涡流制冷等制冷方法的热力学原理，系统组成，制冷循环及制冷机特性的理论分析和计算。

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制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。 制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却,使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。 这里所说的"冷"是相对于环境而言的。灼热的铁放在空气中，通过辐射和对流向环境传热，逐渐冷却到环境温度。它是自发的传热降温，属于自然冷却，不是制冷。制冷就是从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。 机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。为了实现制冷循环，必须消耗能量。所消耗能量的形式可以是机械能、电能、热能、太阳能或其它可能的形式. 制冷技术的研究内容可以概括为以下三方面：

①研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。

②研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。机械制冷要通过制冷剂热力状态的变化才能实现。所以，制冷剂的热物理性质是进行循环分析和计算的基础数据。此外，为了使制冷剂能实际应用，还必须掌握它们的一般物理化学性质。

③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配套设计。此外，还有热绝缘问题，制冷装置的自动化问题，等等。

1.1 物质相变制冷

本章提示：

重点掌握：蒸气压缩式制冷和蒸气吸收式制冷的热力学原理，系统组成，制冷循环及制冷机特性的理论分析和计算。

一般掌握：蒸气喷射式、吸附式制冷的制冷方法。

＊ ＊ ＊ ＊

物质有三种集态气态、液态、固态。物质集态的改变称之为相变。相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量。这种热量称作潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变是将吸收潜热；反之，当它发生有质稀态向质密态的相变时，则放出潜热。

物质相变制冷是利用液体在低温下的蒸发过程及固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸收热量---即制冷量。因此，相变制冷分为液体气化制冷与固体熔化与升华制冷，由于液体自身具有流动性，液体气化制冷是广泛应用的。液体汽化成蒸气的过程吸收热量，从而达到制冷的目的，为了使其连续不断地工作，成为一个循环，便必须使制冷剂在低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气体液化和高压液体降压。

蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式和吸附式制冷都具备上述四个基本过程，属于液体汽化制冷。

1.1.1制冷的基本热力学原理

从热力学角度说，制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统。按补偿能量的形式（或驱动方式），前面所提及的制冷方法归为两大类：以机械能或电能为补偿的和以热能为补偿的。前者如蒸气压缩式、热电式制冷机等；后者如吸收、蒸气喷射、吸附式制冷机等。两类制冷机的能量转换关系如图1所示。

图1 制冷机的能量转换关系

(a) 以电能或机械能驱动的制冷机 (b) 以热能驱动的制冷机

热力学关心的是能量转换的经济性，即花费一定的补偿能，可以收到多少制冷效果（制冷量）。为此，对于机械或电驱动方式的制冷机引入制冷系数来衡量；对于热能驱动方式的制冷机，引入热力系数

来衡量。 (1) (2)

式中 ----- 制冷机的制冷量；

―― ------ 冷机的输入功；

―― ----- 驱动热源向制冷机输入的热量。

国外习惯上将制冷系数和热力系数统称为制冷机的性能系数COP(Coefficience of Performance)。我们要研究一定条件下COP的最高值。

对于电能或机械能驱动的制冷机，参见图1(a)。制冷机消耗功w实现从低温热源（被冷却对象，温度 ）吸热，向高温热源（通常为环境，温度

）排热。假定两热源均为恒温热源，向高温热源的排热量为 ，由低温热源的吸热量（即制冷量）为 ，制冷机为可逆循环。

由热力学第一定律有

(3)

由热力学第二定律，在两个恒温热源间工作的可逆机，一个循环的熵增等于零，即

(4)

将式(3)代入式(4)得

即 (5)

由定义式(1)，则可逆制冷的制冷系数为

(6)

式(6)说明：①两恒温热源间工作的可逆制冷机，其制冷系数只与热源温度有关，而与制冷机使用的制冷剂性质无关。② 的值与两热源温度的接低程度有关， 与

越接近（ / 越小），则 越大；反之 越小。实际制冷机制冷系数 随热源温度的变化趋势与可逆机是一致的。

对于以热能驱动的制冷机，参见图 。制冷机从驱动热源（温度为 ）吸收热量

作为补偿，完成从低温热原吸热，向高温热源排热的能量转换。我们假定驱动热源也是恒温热源，其它假定同前。那么类似地推导热能驱动的可逆制冷机的性能系数

由热力学第一定律有：

(7)

由热力学第二定律，循环中

即

(8)

利用式(7)， (8)和定义式(2)得出，热能驱动的可逆制冷机的热力系数 (9)

上式右边的第一个因子就是上面导出的在 ， 温度之间工作的可逆机械制冷机的制冷系数 ；而第二个因子 则是在 ，

温度之间工作的可逆热发动机的热效率。故它相当于用一个可逆热机，将驱动热源的热量 转换成机械功 ， = 再由 去驱动一个可逆机械制冷机。见图2。这说明 与

在数量上不具备可比性，因为补偿能 与 的品位不同。

图2 热能驱动的制冷机等价关系图

式(9)同样说明，热能驱动的可逆制冷机的性能系数（或热力系数）也只与热源的温度 ， 和 有关，而与工质的性质无关。 越高（驱动热源的品位越高）、 与

越接近，则 越大；反之， 越小。

式(6)和式(9)给出一定热源条件下制冷机性能系数的最高值 ，

。故它们是价实际制冷机性能系数的基准值。实际制冷机循环中的不可逆损失总是存在的，其性能系数COP恒小于相同热源条件下可逆机的性能系数COPc。用制冷循环效率

评价实际制冷循环的热力学完善程度（与可逆循环的接近程度）， 又叫制冷循环的热力完善。定义

(10)或 （机械能或电能驱动的制冷机） (11a) （热能驱动的制冷机）

(11b)恒有 (12)

越大，说明循环越好，热力学的不可逆损失越小；反之， 越小，则说明循环中热力学不可逆损失越大。

性能系数COP和热力完善度

都是反映制冷循环经济性的指标。但二者的含义不同，COP反映制冷循环中收益能与补偿能在数量上的比值。不涉及二者的能量品位。COP的数值可能大于1、小于1或等于1。COP的大小，对于实际制冷机来说，与工作温度、制冷剂性质和制冷机各组成部件的效率有关；对于理想（可逆）制冷机来说，只与热源温度有关。所以用COP值的大小来比较两台实际制冷机的循环经济性时，必须是同类制冷机，并以相同热源条件为前提才具有可比性。而

则反映制冷机循环臻于热力学完善（可逆循环）的程度。用

作评价指标，使任意两台制冷机在循环的热力学经济性方面具有可比性，无论它们是否同类机，也无论它们的热源条件相同或是不同。

1.1.2 物质相变制冷概述

冰相变冷却

冰相变冷却是最早使用的降温方法，现在仍在广泛应用于日常生活、农业、科学研究等各种领域。冰融化和冰升华均可用于冷却。实际主要是利用冰融化的潜热。

常压下冰在0摄氏度融化,冰的汽化潜热为335kj/kg。能够满足0摄氏度以上的制冷要求。

冰冷却时，常借助空气或水作中间介质以吸收贝冷却对象的潜热。此时，换热过程发生在水或空气与冰表面之间。被冷却物体所能达到的温度一般比冰的溶解温度高5-10摄氏度。厚度10厘米左右的冰块，其比表面积在25-30平方米/立方米之间。为了增大比表面积，可以将冰粉碎成碎冰。水到冰的表面传热系数为116W/（平方米*K）。空气到冰表面的表面传热系数与二者之间的温度差以及空气的运动情况有关。

冰盐相变冷却

冰盐是指冰和盐类的混合物。用冰盐制作制冷剂可以获得更低的温度。

冰盐冷却是利用冰盐融化过程的吸热。冰盐融化过程的吸热包括冰融化吸热和盐溶解吸热这两种作用。起初，冰吸热在0摄氏度下融化，融化水在冰表面形成一层水膜；接着，盐溶解于水，变成盐水膜，由于溶解要吸收溶解热，造成盐水膜的温度降低；继而，在较低的温度下冰进一步溶化，并通过其表层的盐水膜与被冷却对象发生热交换。这样的过程一直进行到冰的全部融化，与盐形成均匀的盐水溶液。冰盐冷却能到达的低温程度与盐的种类和混合物中盐与水的比例有关。

工业上应用最广的冰盐是冰块与工业食盐NaCl的混合物。

干冰相变冷却

固态CO2俗称干冰。

CO2的三相点参数为：温度-56摄氏度，压力0.52MPa。干冰在三相点以上吸热时融化为液态二氧化碳；在三相点和三相点一下吸热时，则直接升华为二氧化碳蒸气。

干冰是良好的制冷剂，它化学性质稳定，对人体无害。早在19世纪，干冰冷却就用于食品工业、冷藏运输、医疗、人工降雨、机械零件冷处理和冷配合等方面。

其他固体升华冷却

近代科学研究中心为了冷却红外探测器、射线探测器、机载红外设备等的需要。采用了固态制冷剂升华的制冷系统。其制冷温度取决于固体的种类、系统中的压力和被冷却对象的热负荷。通过改变升华气体的流量来调节系统中的被压和温度，就可以保持一个特定的温度。这种制冷系统的工作寿命由固体制冷剂的用量和被冷却对象的热负荷决定，有达1年之久的。固体升华制冷的主要优点是升华潜热大，制冷温度低，固体制冷剂的贮存密度大。

液体蒸发制冷

液体气化形成蒸汽，利用该过程的吸热效应制冷的方法称液体蒸发制冷。

当液体处在密闭的容器内时，若容器内除了液体和液体本身的蒸汽外不含任何其它气体，那么液体和蒸气在某一压力下将达到平衡。这种状态称饱和状态。如果将一部分饱和蒸汽从容器中抽出，液体就必然要再气化出一部分蒸汽来维持平衡。我们以该液体为制冷剂，制冷剂液体气化时要吸收气化潜热，该热量来自被冷却对象，只要液体的蒸发温度比环境温度低，便可使被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度下的某一低温。

为了使上述过程得以连续进行，必须不断地从容器中抽走制冷剂蒸汽，再不断地将其液体补充进去。通过一定的方法将蒸汽抽出，再令其凝结为液体后返回到容器中，就能满足这一要求。为使制冷剂蒸气的冷凝过程可以在常温下实现，需要将制冷剂蒸气的压力提高到常温下的饱和压力，这样，制冷剂将在低温低压下蒸发，产生制冷效应；又在常温和高压下凝结向环境温度的介质排放热量。凝结后的制冷剂液体由于压力较高，返回容器之前需要先降低压力。由此可见，液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程：制冷剂液体在低压下气化产生低压蒸汽，将低压蒸汽抽出并提高压力变成高压气。将高压气冷凝为高压液体，高压液体再降低压力回到初始的低压状态。其中将低压蒸汽提高压力需要能量补偿。

1.1.3蒸汽压缩式制冷系统

要求掌握：专业术语（如制冷量、单位质量制冷量、单位体积制冷量等）；单级蒸气压缩式制冷循环的特点及工作过程，压焓图，理论制冷循环的定义和热力计算，影响实际制冷循环的因素，蒸发温度和冷凝温度的变化对单级蒸气压缩式制冷机性能的影响，制冷剂和载冷剂的定义、性质和使用的温度范围；双级压缩制冷循环中最常见的两种循环方式的流程和热力计算，中间压力的确定；复叠式制冷循环的流程和热力计算。

＊ ＊ ＊

蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，变成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始，不断循环。

蒸气压缩式制冷机是得到最广泛应用的制冷机，因此它是本书的重点内容之一。

可逆制冷循环

逆卡诺制冷循环

定义：设有恒温热源和恒温热汇，其温度分别为TL 和TH ，在这两个温度 之间的可逆制冷循环是卡诺制冷循环。卡诺制冷循环的原理图如下所示：

图1 逆卡诺循环

劳伦茨循环

劳仑兹循环热源的热容量是有限的，在与制冷工质进行热量交换过程中，热源的温度也将发生变化，即被冷却物体（冷源）的温度将逐渐下降，环境介质（热源）

的温度将逐渐上升。为了达到变温条件下耗功最小的目的，应使制冷工质在吸、

排热过程中其温度也发生变化，而且变化趋势与冷、热源的变化趋势完全一样，使制冷工质与冷、热源之间进行热交换过程中的传热温差始终为无限小，没有不可逆换热损失，

另外两个过程仍分别为可逆绝热压缩与可逆绝热膨胀过程，如图2所示。这样，

1-2-3-4-1即为一个变温条件下的可逆逆向循环--劳仑兹循环。显然，实现这一循环所消耗 的功为最小，制冷系数达到在给定条件下的最大值。

图2 劳仑兹循环

为了表达变温条件下可逆循环的制冷系数，可采用平均当量温度这一概念。若用T0m表示工质的 平均吸热温度，用Tm表示工质的平均放热温度，则

(1)

(2)

与的大小分别可用面积41562和23652表示，平均吸热温度 T0m与平均放热温度

Tm就是以熵差为底、面积分别等于41564和23652的矩形的高度。变温情况下可逆循环的制冷系数可表示为

(3)

即相当于工作在T0m，Tm 之间的逆卡诺循环的制冷系数。

劳伦茨循环如右图所示，循环由两个变温过程和两个等熵过程组成。

单级蒸气压缩混合工质制冷循环

制冷机在实际工作过程中，冷却介质和被冷却物体的温度将发生变化，冷凝器和蒸发器中也不可避免地存在因温差传热而引起的不可逆损失。为了减少这种不可逆损失，制冷工质和传热介质之间应

保持尽可能小的传热温差。

非共沸混合制冷剂在等压下冷凝或蒸发时温度均发生变化，冷凝时温度由Tk 逐渐降低至Tk'， 蒸发时温度由T0逐渐升高至T0'

，我们利用这一特性，采用非共沸混合工质就可以达到减少传热温差的目的，如图3所示。极限情况下循环即变为劳仑兹循环。

图3 变温热源时逆卡诺循环

非共沸混合制冷剂单级蒸气压缩制冷循环的T-S图及p-h 图如图4所示。它与纯制冷剂循环的区别仅在于制冷剂在冷凝和蒸发晨温度在不为断地变化。

(a)T-S图 (b)p-h图图4 非共沸混合制冷剂单级蒸汽压缩制冷循环的T-S图及p-h图

采用非共沸混合工质不仅可以达到节能，而且可以扩大温度使用范围。

物质相变制冷--1.1.3.2 单级蒸气压缩制冷

1.1.3.2 单级蒸气压缩制冷

单级蒸气压缩式制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下:制冷剂在压力温度下沸腾，低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力，然后送往冷凝器，在压力下等压冷却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(通常是水或空气)，与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其他节流元件进入蒸发器。

网带炉用的淬火液问题？

水配比的淬火液

水溶性淬火液既环保又能够防腐，对连续炉采用单液淬火是一个不错的选择。但其还有某种局限性，比如对40Cr、45Mn等钢材，变形和开裂的比例还是不容低估。 我用过的U－con淬火液（是进口产品，价格也不菲），工件是45钢扳手和套筒，加热温度和淬火温度也并不高，但还是常常遇到有5％左右发生淬裂，可能是该批材料的含锰量处在上限的缘故吧， 至于一些厚薄悬殊的工件开裂的比例就更大了。40Cr就更是提心吊胆，几乎不敢有此念。 至于配置的浓度都是根据标准要求来做的，也曾将淬裂的样品寄去淬火液供应商，寻求解决之道，供应商对此也没有太多的办法。 所以说，对正常的45钢还可以对付，对合金钢则须谨慎。