專利名稱：一種特快速淬火油及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種特快速淬火油及其制備方法，可適用于各種低淬透性鋼。
背景技術：
化學熱處理是將將金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝。化學熱處理利用化學反應、有時兼用物理方法改變鋼件表層化學成分及組織結構，以便得到比均質材料更好的技術經濟效益的金屬熱處理工藝。由于機械零件的失效和破壞大多數都萌發在表面層，特別在可能引起磨損、疲勞、金屬腐蝕、氧化等條件下工作的零件，表面層的性能尤為重要。通常采用鋼件滲碳淬火法可獲得高碳馬氏體硬化表層；合金鋼件則用滲氮方法獲得合金氮化物的彌散硬化表層。用這兩種方法獲得的鋼件表面硬度分別可達HRC58 62 及HV800 1200。另一途徑是在鋼件表面形成減磨、抗粘結薄膜以改善摩擦條件，以提高耐磨性。一般滲碳、滲氮、軟氮化和碳氮共滲等方法，都可使鋼零件在表面強化的同時，在零件表面形成殘余壓應力，有效地提高零件的疲勞強度。而且，還可以提高零件的抗蝕性與抗高溫氧化性例如，滲氮可提高零件抗大氣腐蝕性能；鋼件滲鋁、滲鉻、滲硅后，與氧或腐蝕介質作用形成致密、穩定的A1203、Cr2O3^ SiO2保護膜，提高抗蝕性及高溫抗氧化性。通常，鋼件硬化的同時會帶來脆化。用表面硬化方法提高表面硬度時，仍能保持芯部處于較好的韌性狀態，因此它比零件整體淬火硬化方法能更好地解決鋼件硬化與其韌性的矛盾。化學熱處理使鋼件表層的化學成分與組織同時改變，因此它比高、中頻電感應、火焰淬火等表面淬火硬化方法效果更好。如果滲入元素選擇適當，可獲得適應零件多種性能要求的表面層。經過這些化學熱處理的鋼鐵零件，需要經過淬火冷卻，即在高溫紅熱狀態下，奧氏體組織快速浸入具有合適的冷卻速度的淬火介質(油)中，才能實現零件達到需要的各項綜合機械性能，從奧氏體組織轉變成馬氏體，并且零件沒有開裂以及保持很小的變形。冷卻性能是淬火介質重要的性能，它的好壞直接影響到淬火零件的質量，良好的
冷卻性能可保證淬火后的零件具有一定的硬度和合格的金相組織，可以防止零件變形和開 m農。淬火時，油的溫度會瞬時升高，如果油的閃點和燃點較低，可能發生著火現象。因此淬火油應具有較高的閃點和燃點。通常閃點應比使用油溫要高出60-80°C。淬火油長期在高溫和連續作業的苛刻條件下使用，要求油品具有良好的抗氧化、 抗熱分解和抗老化等性能，以保證油品的冷卻性能和使用壽命。油品的粘度與它的附著量、攜帶損失和冷卻性能有一定的關系。在保證油品冷卻性能和閃點的前提下，油品的粘度應盡可能小，這樣既可以減少攜帶損失，又便于工件清洗。油品中的過量水分會影響零件的熱處理質量，造成零件軟點、淬裂或變形，也可能造成油品飛濺，發生事故。因此一般規定淬火油中的含水量不超過0. 05%。除了上述特性外，淬火油還應無毒、無味、易處理、對環境無污染，并使淬火后的工件表面光亮。現有淬火油的缺點
1、蒸汽膜階段時間持續較長，會導致零件淬火冷卻后冷卻不均勻，零件各部位軟硬不均，淬火變形較大；且淬火后零件達不到要求的各項機械性能。2、有效壽命短，其原因在于
(1)現有技術采用了受熱易分解的高分子烴類作為催冷劑，國內常用聚異丁烯及其衍生物，受熱直接分解以達到縮短和破壞蒸汽膜，提高冷卻速度，但是分解后產物就失去了原有的這個性能。也就是說添加劑的不穩定導致現有多數淬火油的冷卻性能在短期內冷卻性能會發生變化。(2)現用油基本采用傳統工業潤滑油的常溫抗氧劑，如2，6 二叔丁對甲苯酚，簡稱 BHT，多用于液壓油、齒輪油等常溫工作環境的潤滑油中的抗氧化添加劑，其在淬火油受高溫紅熱零件沖擊下的高溫工作狀態下效果非常微小，無法達到有效地抗高溫氧化效果，從而使得淬火油老化很快——主要表現短期使用過程中酸值與粘度增加很快，冷卻速度迅速變慢。
發明內容
本發明的目的是提供一種特快速淬火油，該特快速淬火油冷卻速度極快，熱氧化安定性好，使用壽命長，性能保持連續穩定；異味、煙霧、積炭小，工件帶出消耗量較小；而且，工件淬火后，表面硬度高且均勻、淬硬層深、變形量小、金相組織、機械性能好，光亮性好，工件表面不黑，易清洗。為達到上述目的，本發明提供了一種特快速淬火油，該淬火油包含以下按重量百
分數計的原料
精制礦物油80-97% ；
催冷劑1-10% ；
抗氧劑1-5% ；
陰離子表面活性劑1-6% ；
所述的精制礦物油，40°C時的運動粘度為6 9mm2/S ； 所述的催冷劑為油性酚醛樹脂與聚丁烯的混合物。所述的抗氧劑為烷基化二苯胺。所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉。本發明還提供了一種特快速淬火油的制備方法，其包含以下具體步驟 步驟1，向反應器中加入精制礦物油，攪拌升溫至80°C ；
步驟2，上述精制礦物油保持溫度，加入催冷劑，均勻攪拌至全部溶解； 步驟3，上述混合液降溫至60°C，再加入抗氧劑和陰離子表面活性劑，攪拌均勻，得到所述的特快速淬火油。本發明提供的特快速淬火油，首先選用了油性酚醛樹脂與聚丁烯的混合物作為催冷劑，其受熱不會揮發，難于分解，熱穩定性非常優異，因此能在長期使用過程中能持續起到破壞蒸汽膜的作用，還能起到加速冷卻的作用。所以說本發明提供的特快淬火油冷速極快，蒸汽膜階段短，高、中溫冷速極快，具有超強的淬硬能力，取得非常好的冷卻特性。本發明提供的特快速淬火油，消耗量低油帶耗少，工件表面不黑，零件易清洗，從而減少了淬火油的損耗。本發明提供的特快速淬火油加入了具有專門針對淬火油經常經受紅熱高溫沖擊工作特點的烷基化二苯胺符合高溫抗氧化添加劑，能夠有效抑制油品在高溫工作狀態下的酸性物質生成，從而達到長期使用過程中的冷卻性能保持連續穩定，無異味、煙霧少、積炭少，使用壽命長，淬火后零件機械性能優良，工件淬火后，表面硬度高且均勻、淬硬層深、變形量小、金相組織、機械性能好。本發明提供的特快淬火油適用于各種低淬透性鋼。
具體實施例方式以下結合具體實施例來對本發明作進一步說明，但本發明所要求保護的范圍并不局限于以下實施例中所記載的范圍。實施例1
所述原料按重量百分數計，10號機械油80份，均勻攪拌升溫至80°C，加入催冷劑(2402 酚醛樹脂及聚丁烯按重量比3 :1) 10份，溶解完全，降溫至60°C，依次加入抗氧劑烷基化二苯胺(T534)5份，陰離子表面活性劑石油磺酸鈉5份。該特快速淬火油的性能檢測數據，如表一所示。實施例2
所述原料按重量百分數計，10號機械油85份，均勻攪拌升溫至80°C，加入催冷劑(2402 酚醛樹脂及聚丁烯按重量比3 :1) 10份，溶解完全，降溫至60°C，依次加入抗氧劑烷基化二苯胺(T534》份，陰離子表面活性劑石油磺酸鈉3份。該特快速淬火油的性能檢測數據，如表一所示。實施例3
所述原料按重量百分數計，10號機械油90份，均勻攪拌升溫至80°C，加入催冷劑(2402 酚醛樹脂及聚丁烯按重量比3 1 )5份，溶解完全，降溫至60°C，依次加入抗氧劑烷基化二苯胺(T534》份，陰離子表面活性劑石油磺酸鈉3份。該特快速淬火油的性能檢測數據，如表
一所示。實施例4
所述原料按重量百分數計，10號機械油93份，均勻攪拌升溫至80°C，加入催冷劑(2402 酚醛樹脂及聚丁烯按重量比3 U3份，溶解完全，降溫至60°C，依次加入抗氧劑烷基化二苯胺(T534)l份，陰離子表面活性劑石油磺酸鈉3份。該特快速淬火油的性能檢測數據，如表
一所示。表一實施例廣5所得產品的性能指標
權利要求
1. 一種特快速淬火油，其特征在于，該淬火油包含以下按重量百分數計的原料所述的精制礦物油在40°c時的運動粘度為6 9mm2/S ； 所述的催冷劑為油性酚醛樹脂與聚丁烯的混合物； 所述的抗氧劑為烷基化二苯胺； 所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉。
2. 一種根據權利要求1所述的特快速淬火油的制備方法，其包含以下具體步驟 步驟1，向反應器中加入精制礦物油，攪拌升溫至80°C ； 步驟2，上述精制礦物油保持溫度，加入催冷劑，均勻攪拌至全部溶解； 步驟3，上述混合液降溫至60°C，再加入抗氧劑和陰離子表面活性劑，攪拌均勻，得到所述的特快速淬火油。精制礦物油 80-97% ；催冷劑 1-10% ；抗氧劑 1-5% ； 陰離子表面活性劑 1-6% ；
全文摘要
本發明涉及一種特快速淬火油及其制備方法，該組合物包含以下按重量百分數計的原料80-97%的精制礦物油，1-10%的催冷劑，1-5%的抗氧劑，1-6%的陰離子表面活性劑。該精制礦物油在40℃時的運動粘度為6～9mm2/s；該催冷劑為油性酚醛樹脂與聚丁烯的混合物；該抗氧劑為烷基化二苯胺；該陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉。本發明提供的特快速淬火油制備方法簡便，得到的淬火油冷卻速度極快，熱氧化安定性好，使用壽命長，性能保持連續穩定；異味、煙霧、積炭少，工件帶出消耗量較小；工件采用該淬火油淬火后，表面硬度高且均勻、淬硬層深、變形量小、金相組織、機械性能好，光亮性好，工件表面不黑，易清洗。
文檔編號C21D1/58GK102212662SQ20111015325
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月9日 優先權日2011年6月9日
發明者蘭秦, 徐笑林, 闞樹波 申請人:上海德潤寶特種潤滑劑有限公司