迄今为止，人们已经掌握了大量的天然及合成聚合物，但其中作为淬火冷却介质的并不多。在我国实际应用的有聚乙烯醇（PVA）、聚醚、聚烷撑乙二醇（PAG）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等，目前，使用量最大是PAG。水溶性聚合物淬火冷却介质是通过聚合物在工件周围形成聚合物膜来降低冷却速度的，其特点如下：

1）聚合物水溶液在各个温度阶段的冷却速度分布与聚合物膜机理、膜的结构和强度有直接的关系。

2）具有较短的蒸汽膜沸腾阶段，且蒸汽膜的破裂较为均匀。

3）聚合物膜厚度与冷却速度成反比。

4）聚合物水溶液的浓度与聚合物膜的厚度成正比，与冷却速度成反比。

5）聚合物水溶液的温度与冷却速度成反比。

6）聚合物水溶液的相对流速与冷却速度成正比。

根据这些特点，人们不仅可以根据工艺要求选择聚合物的类型，而且可以在使用过程中，通过调整聚合物的浓度、温度和流速，在一定程度上调整和控制冷却速度和冷却速度的分布，达到淬火的预期效果。

聚合物水溶液已成功应用于工模具钢淬火，在感应淬火上也有应用。

1.聚乙烯醇合成淬火冷却介质

聚乙烯醇合成淬火冷却介质由聚乙烯醇加入少量的防腐剂、防锈剂、消泡剂与水配制而成，其组成见表2-9。这种淬火冷却介质主要选用于钢铁工件表面淬火的喷射冷却或浸入冷却，也可以用于空气炉加热整体淬火冷却，特别适用于碳钢和低合金钢的淬火冷却，不适用于盐浴炉加热的淬火冷却。

表2-9 聚乙烯醇合成淬火冷却介质的组成（JB/T 4393—2011）

注：产品供应状态为浓缩液。

通过调节聚乙烯醇合成淬火冷却介质的浓度，其冷却速度可以接近水，也可以相当于油。因此，聚乙烯醇合成淬火冷却介质是比较理想的淬火冷却介质。

2.聚醚水溶液淬火冷却介质(www.daowen.com)

聚醚是环氧乙烷与环氧丙烷的不同配比所得的共聚物，其水溶液具有逆溶性。聚醚水溶液中的聚醚的质量分数在5%～40%之间调整，可得到介于水和油之间的冷却速度，使用温度通常控制在20～45℃。聚醚水溶液淬火冷却介质是比较理想的淬火冷却介质。

3.聚醚-乙二醇水溶液淬火冷却介质

将聚醚和乙二醇按一定的配比溶于水，即可配制成不同浓度的聚醚-乙二醇水溶液淬火冷却介质。聚醚和乙二醇的比例不同，所得到的淬火冷却介质的冷却特性也不同，两者最佳的配比为1∶1（体积比）。该介质使用质量分数为16%～20%，使用温度为20～45℃，可用于低合金钢、碳素工具钢的淬火。

4.聚丙烯酸盐水溶液淬火冷却介质

聚丙烯酸盐水溶液包括聚丙烯酸钠（PAS）水溶液和聚丙烯酸胺（PAM）水溶液。

（1）聚丙烯酸钠（PAS）水溶液淬火冷却介质 有PAS-1、PAS-3两个牌号。常将聚丙烯酸钠浓缩液稀释成质量分数为6%～25%的水溶液，最佳使用温度为20～40℃。相对分子质量为500～3000，质量分数为6%～8%的溶液可代替铅浴，用于钢丝强韧化处理。相对分子质量大于10000，质量分数为3%的PAS-3水溶液，可取代L-AN15，用于渗碳工件的淬火冷却。相对分子质量小于10000，质量分数为10%的PAS-1水溶液，可取代L-AN32全损耗系统油，用于中碳合金钢的淬火冷却；质量分数为5%～10%的水溶液，可用于低合金钢淬火冷却；质量分数大于10%的溶液，可用于中合金钢的淬火冷却；质量分数达到25%的溶液，可用于高速工具钢工具的淬火。

（2）聚丙烯酰胺（PAM）水溶液淬火冷却介质 聚丙烯酰胺是丙烯酰胺及其衍生物（甲基丙烯酰胺、N-取代丙烯酰胺）的均聚物或共聚物（丙烯酰胺的质量分数在50%以上）的统称。将聚丙烯酰胺的胶状体放于容器中，加水溶解，升温至45～60℃，并进行搅拌，可得到黏稠液体；再加入添加剂，就制成了PAM淬火冷却介质浓缩液。常用的两种聚丙烯酰胺淬火冷却介质组成见表2-10。

由于PAM水溶液调节浓度可以控制冷却特性，所以它可以适用于碳素钢、合金结构钢、低淬透性工具钢的淬火。

表2-10 常用的两种聚丙烯酰胺淬火冷却介质组成

5.聚烷撑乙二醇（PAG）水溶液淬火冷却介质

聚烷撑乙二醇（PAG）为中性非离子型聚合物，为环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物，添加防锈剂、消泡剂、杀菌剂和水，可制成一种不燃、耐腐蚀、完全溶于水、有浊点、呈逆溶性的淬火冷却介质。

聚烷撑乙二醇水溶液淬火冷却介质的冷却能力介于水、油之间，调节其浓度，可使其冷却能力接近或稍大于水，或使其冷却能力非常接近于油，可成为以水代油的淬火冷却介质。

6.羟乙基纤维素（HEC）水溶液淬火冷却介质

羟乙基纤维素水溶液淬火冷却介质的冷却能力随浓度的增加而减弱，膜沸腾期较长；温度升高，膜沸腾延长，冷却速度减慢。当质量分数为1%时，其冷却能力与油接近，如在其中加入质量分数为10%的NaCl，则可得到比油更低的冷却能力，可用来解决油淬畸变偏大的问题。φ100mm×0.8mm 65Mn钢圆薄刀片用此淬火冷却介质解决了变形问题。在羟乙基纤维素水溶液中加入质量分数为5%的NaCl可以代替淬火油，使用温度不得超过50℃。