PAG濃度的監測

目前使用PAG淬火劑的工廠用來測量濃度的方法有折光儀法、粘度法和真實濃度法。其中折光儀是最常用的方法。根據上述PAG淬火液的變化規律，下面逐一介紹這三種方法。

折光儀濃度檢測法

所有溶解進水中的物質都會改變水溶液的折光率。溶質對溶液折光率的貢獻與其在該溶液中的濃度成正比，而溶液的總的折光率又是各溶質對溶液折光率的貢獻的簡單疊加值。根據這種規律，用折光儀測出的將是溶液中所有溶質的總的折光率。因此，新配制的PAG淬火液的折光率是其中的PAG聚合物組分和添加劑組分的折光率之和。如圖中A所示。

前面談到，淬火液使用后，PAG聚合物的相對濃度會降低，而添加劑組分的相對濃度則要升高。同時，由于水分揮發，自來水中的可溶物質的濃度也會升高。此外，淬火液不免要受到污染，可溶污染物也要增大溶液的折光率。這樣，使用后 淬火液的折光率就是由聚合物、添加劑、水的自身污染和外來污染物等四部分對折光率的貢獻相加而成的。如圖1中B所示。

可以看出，生產中用折光儀測量淬火液濃度時，為了保持一定的PAG濃度，必須使用更高的折光儀讀數濃度。淬火液的使用時間越長，淬火量越多，污染越嚴重，要求的折光儀濃度就越高。不明白這個道理，繼續按新配制淬火液時的折光儀讀數控制淬火液濃度，就會因其中PAG聚合物濃度偏低，冷卻速度偏快而引起淬火開裂。

粘度測量法

PAG淬火液的粘度隨淬火劑的濃度增高而增大。在PAG淬火劑中，PAG聚合物組分對淬火液的粘度提高起著決定性的作用，而其他組分（包括污染物）的影響相當小。因此，用測量粘度的辦法能比較好地排除其他組分的影響，測量出溶液中 PAG組分的濃度。 但是，對于使用較久的PAG淬火液，用粘度測量法會高估了溶液中的有效濃度。可能出現的危險仍然是溶液冷卻速度過快。

真實濃度測量法

這種方法是利用PAG聚合物特有的逆溶性，采用加熱分離的辦法，把溶液中有逆溶性的聚合物與無逆溶性的其他組分分開來，再計算淬火液濃度的折光儀測試法。由于能測定溶液中有逆溶性的聚合物濃度，因此能在稍長的使用時間內比較好地測量和控制淬火液濃度。由于不受其他組分含量多少的影響，而且只需用一只普通的折光儀，應當說它是比較好的測定溶液中PAG總量的方法。但是，也同粘度測量法一樣，只按這種方法控制濃度，時間一久，實際的冷卻速度會偏高。因此，如不加以注意，也有淬裂危險。

關于PAG淬火液的有效濃度

淬火冷卻中，不僅能從工件周圍超過濁點的水中脫溶出來，而且還可能同其他脫溶出來的PAG聚合物一起粘附在工件表面上，這部分PAG的濃度，我們把它叫做有效濃度。取淬火液在燒杯中作加熱試驗發現，新配制的淬火液，當被加熱到沸騰溫度時，脫溶出來的聚合物能全部呈絮狀團聚在一起，并因裹帶了水蒸氣而首先浮在液面上。經過長期使用的PAG淬火液被加熱到沸騰溫度時，就可能有一部分脫溶出來的聚合物不是與其他聚合物相聚成絮狀，而是獨自像雪花一樣下沉到杯底。這樣的淬火液，用粘度法或真實濃度法測量的濃度雖較高，但其冷卻特性與較低濃度的新配淬火液相當。顯然，呈雪花狀下沉的那部分聚合物就屬于非有效部分。采用粘度法或真實濃度法都不能將非有效聚合物分開，因而也不能準確地控制經過長期使用的淬火液的冷卻特性。

   雪花狀脫溶物的形成原因尚不清楚，但估計與淬火液的污染和高溫下大分子量的PAG的斷鏈產物中有逆溶性的部分有關。

   存在于溶液中的某些污染物，包括一些懸浮物，它們如果能聚集在脫溶出來的PAG表面上而使界面能低于聚合物與溶液的相界面的界面能，則PAG聚合物該部分表面就將失去與其他PAG聚合物接觸并團聚的條件。表面上聚集了這些污染物的脫溶PAG小珠子，因為失去了聚團和粘附到工件表面的能力，便成了無效的脫溶物。

如圖2所示

綜上所述，PAG淬火液中具有逆溶性的組分并不都能起到調節冷卻特性的作用。因此，當淬火液使用較長時間后，為保證與新配制時相同的有效濃度，必須采用更高的真實濃度。

最好方法是憑冷卻特性控制濃度

使用PAG淬火劑的目的是把它作為水的添加劑加入水中來調節其冷卻特性。因此，熱處理生產中要求控制的也應當是淬火液的冷卻特性。前面提到的折光儀測試法，粘度測試法，以及真實濃度測試法的采用，是利用與這些參數的間接關系來反映淬火液的冷卻特性。前面分析了常用濃度測量方法對使用較長時間的淬火液測出的濃度往往高于實際的有效濃度。如果不加以修正，容易引起淬裂。修正的辦法有兩種，一是憑經驗從工件的淬火效果來調整濃度，二是用冷卻特性儀來控制濃度。

    憑經驗調整濃度的做法是對工件的淬火態硬度作記錄，作成圖表，用來觀察同類工件的硬度變化趨勢。當發現工件的淬火硬度連續偏高到一定程度時，及時采取升高淬火液濃度等辦法來降低實際的冷卻速度。這就可以防止出現淬裂。而當發現工件的硬度連續一段時間偏低或硬度高低不均以及有較大變形時，考慮降低淬火液濃度來增大冷卻速度。經驗法需要經驗和嚴格的管理，需要責任心，但卻很有效，很可靠，適合由工程技術人員來做。

   用冷卻特性儀來控制濃度，具體的做法是定期測量淬火液的冷卻特性，主要憑其300℃冷速來確定溶液的有效濃度，再用折光儀按比例來控制濃度。有條件的工廠自己購買一臺冷卻特性儀，并安排專人進行測定。其他工廠可送樣到淬火介質生產廠去進行測量。

測定水性淬火液的冷卻特性可以選用配備符合國際標準（ISO9950）的鎳鉻合金探頭的國內外冷卻特性儀。

PAG淬火液整槽更換問題

由于使用和污染，PAG淬火液的變化始終不會停止。因此，不管如何使用和維護，都有必須做整槽更換的壽命周期。淬火量大，管理維護差，淬火液的壽命就短。相反，淬火量少，或管理維護好，則壽命就長。國外使用 PAG淬火介質的工廠，為保證熱處理工件有穩定的質量，都根據自己的使用特點，規定了必須做整槽更換的時間。多數工廠是一年左右一換，長的是幾年一換。