CN103710083B - 等温分级淬火油组合物及其用途 - Google Patents

等温分级淬火油组合物及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种等温分级淬火油组合物及其用途，主要对现有技术中等温分级淬火油的冷却性能、热氧化安定性及光亮性进一步提升，以及解决淬火后不具备对工件防腐蚀性能的问题。本发明通过采用以重量份数计包括以下组分：a）0.3～8份的催冷剂；b）0.1～3份的抗氧剂；c）0.001～1份的光亮剂；d）0.03～5份的防锈剂；e）78～98份的基础油；所述抗氧剂选自酚类抗氧剂或胺类抗氧剂的混合物的技术方案较好地解决了该问题，可用于耐磨钢球、锯片及汽车变速箱齿轮、齿圈、齿套、轴类等精密零件的淬火。

Description

等温分级淬火油组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种等温分级淬火油组合物及其用途。
背景技术
对于一些精密程度很高的轴承、齿轮等零件，在热处理之后除了要达到所需的硬度和组织，同时也要求变形量微小，解决工件开裂及变形和尺寸改变过多等问题。这些零件的热处理通常采用等温淬火或者分级淬火工艺。
等温淬火是将工件加热奥氏体化后，使之快冷到贝氏体转变温度区间，等温保持较长一段时间，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺，又称贝氏体等温淬火。分级淬火，是将工件加热奥氏体化后，浸入温度稍高或稍低于马氏体转变温度的介质中保持适当时间，待工件内外温度一致达到介质温度后，并在奥氏体开始发生分解之前，取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺，又称马氏体分级淬火。
过去，只有盐浴被用于马氏体分级淬火。随着封闭式炉（如箱式炉、推进炉及井式炉等）的出现，使用盐浴淬火越来越受到限制。其残留的盐不可避免地随着装工件的网篮被带入炉中，这就可能对磁性材料以及耐热钢产生腐蚀作用，甚至还可能会影响到渗碳气氛的成分。人们也尝试过采用常温下使用的普通淬火油来取代盐浴淬火，但往往会导致零件出现不希望有的变形，同时，在较高的使用温度下，淬火油显示出冷却特性差，且其抗老化性也不理想。因此，需要采用等温分级淬火工艺的专用油。
这两种淬火工艺使用的专用冷却介质称为等温分级淬火油，使用温度一般在100～200℃左右。行业标准SH/T0564中将等温分级淬火油分为1号等温分级淬火油（使用温度在120℃左右）和2号等温分级淬火油（使用温度在160℃左右）两类。由于油品需要长期在较高的温度下使用，所以等温分级淬火油要具有优异的冷却性能、热氧化安定性和光亮性。此外，由于淬火后工件还需要进行精加工等后续工序，工件需放置一段时间或运输到其他车间后再进行加工，因此，很多加工厂家希望工件进入下一工序 前，等温分级淬火油能起到一定的短期防锈作用，从而省去涂防锈油的步骤，节约生产成本。
文献“淬火油系列产品新型配方的研制，润滑油，2007，2，18～21页”公开了所研制产品的各项性能，未提到等温分级淬火油对工件具有短期防锈的能力。文献CN1078489A公开了一种分级淬火油组合物，该组合物由矿物型基础油和催冷剂，防锈剂、光亮剂、抗氧剂组成，同样未提到等温分级淬火油对工件具有短期防锈的能力。现有技术中油品关键的冷却性能、热氧化安定性和光亮性需进一步提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是对现有技术中等温分级淬火油的冷却性能、热氧化安定性及光亮性进一步提升，以及解决淬火后不具备对工件防腐蚀性能的问题，提供一种新的等温分级淬火油组合物。该组合物具有优良的冷却性能，冷速分布合理，既可使零件获得足够的硬度和硬化层深度，又能控制淬火变形；具有优良的高温抗氧性能，能获得长期稳定的淬火质量；光亮性好；此外对淬火后的工件进入下一工序前起到短期防锈作用。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种所述等温分级淬火油组合物的用途。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种等温分级淬火油组合物，以重量份数计包括以下组分：
a）0.3～8份的催冷剂；
b）0.1～3份的抗氧剂；
c）0.001～1份的光亮剂；
d）0.03～5份的防锈剂；
e）78～98份的基础油；
所述催冷剂选自单烯基丁二酰亚胺、乙烯-丙烯无规共聚物、聚异丁烯、聚异丁烯双丁二酰亚胺、聚异丁烯多丁二酰亚胺或高分子量丁二酰亚胺中的至少一种；
所述抗氧剂选自酚类抗氧剂或胺类抗氧剂的混合物；
所述光亮剂选自咪唑啉油酸盐或甲基萜烯树脂中的至少一种；
所述防锈剂选自选自磺酸盐或十二烯基丁二酸中的至少一种；
所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于35mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
上述技术方案中，优选地，以重量份数计，催冷剂的用量为0.5～5份，抗氧剂的用量为0.2～2份，光亮剂的用量为0.1～0.8份，防锈剂的用量为0.05～2份，基础油的用量为85～95份。
上述技术方案中，优选地，抗氧剂混合物中，酚类抗氧剂与胺类抗氧剂的重量比为0.5～5。更优选地，酚类抗氧剂与胺类抗氧剂的重量比为1～3。
上述技术方案中，优选地，所述酚类抗氧剂选自硫醚基酚或液体高分子酚中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述胺类抗氧剂选自烷基化二苯胺、烷基苯基-α-萘胺或N-苯基-N’-烷基-对亚苯基二胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述磺酸盐选自石油磺酸钠、合成磺酸钠、石油磺酸钡、合成磺酸钡、二壬基萘磺酸钡或二壬基萘磺酸钙中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，组合物为1号等温分级淬火油时，所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于15mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
上述技术方案中，优选地，组合物为2号等温分级淬火油时，所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于30mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
本发明等温分级淬火油组合物的制备方法如下：将加氢基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至55～65℃时，依次加入所需量的催冷剂、抗氧剂、光亮剂、防锈剂，在55～65℃继续保温搅拌2～10小时即得到黄色均匀液体。
为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：所述等温分级淬火油组合物用于耐磨钢球、锯片及汽车变速箱齿轮、齿圈、齿套、轴类精密零件的高温淬火过程。
本发明的等温分级淬火油组合物由于充分利用了催冷剂、抗氧剂、光亮剂、防锈剂和加氢基础油等的协同作用，特别是利用了两类抗氧剂复配使用的协同抗氧性，不仅能满足耐磨钢球、锯片及汽车变速箱齿轮、齿圈、齿套、轴类等精密零件的高温淬火的要求，淬火后工件硬度高、变形小、表面光亮，在高温长期使用的寿命长，产生油泥少，而且能在工件表面形成一定的保护吸附膜，在进入下一工序前起到短期防锈作用，同时后续易于清洗，从而省去涂防锈油的步骤，节约生产成本，取得了较好的技 术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1～5】
将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至65℃时，依次加入所需量的各组分，在65℃继续保温搅拌3小时即得到黄色均匀液体。等温分级淬火油组合物的组份及含量见表1，相应性能指标结果见表2和表3。
其中，
液体高分子酚，上海裕诚化工有限公司出品。
辛基/丁基二苯胺，上海裕诚化工有限公司出品。
HVI II6，润滑油基础油，荆门炼油厂出品，100℃下的运动黏度为6.12mm2·s-1。
HVI II30，润滑油基础油，荆门炼油厂出品，100℃下的运动黏度为29.16mm2·s-1。
【比较例1】
与【实施例1】组成相比，只是不含防锈剂，考察其冷却性能、热氧化安定性、光亮性等理化指标和防锈性能，结果见表2。由表可见，防锈剂对提升油品短期防锈能力效果明显，对其它性能基本无影响。
【比较例2】
与【实施例4】组成相比，只是不含防锈剂，考察其冷却性能、热氧化安定性、光亮性等理化指标和防锈性能，结果见表3。
【比较例3】
与【实施例1】组成相比，只是抗氧剂仅为液体高分子酚1份，考察其冷却性能、热氧化安定性、光亮性等理化指标和防锈性能，结果见表2。
【比较例4】
与【实施例2】组成相比，只是抗氧剂仅为辛基/丁基二苯胺1份，考察其冷却性能、热氧化安定性、光亮性等理化指标和防锈性能，结果见表2。
【实施例10】
将【实施例1～5】的等温分级淬火油组合物用于高温淬火工艺，油品冷却曲线见图1、图2。
油品使用过程中，表现出优良的冷却性能、热氧化安定性和光亮性，淬火后工件硬度高、变形小、表面光亮，高温下产生油泥少，使用寿命长，淬火后对工件起到一定的短期防锈作用，后续易于清洗，省去涂防锈油的步骤，节约了生产成本。
本发明【实施例4】等温分级淬火油在160℃条件下用于湖北省某厂汽车变速箱零部件淬火，淬火后零件硬度、层深、金相组织等检测指标满足厂方要求，结果见表4。

Claims (6)

1.等温分级淬火油组合物用于耐磨钢球、锯片及汽车变速箱齿轮、齿圈、齿套、轴类精密零件的高温淬火过程的用途；所述等温分级淬火油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
a)0.3～8份的催冷剂；
b)0.1～3份的抗氧剂；
c)0.001～1份的光亮剂；
d)0.03～5份的防锈剂；
e)78～98份的基础油；
所述催冷剂选自单烯基丁二酰亚胺、乙烯-丙烯无规共聚物、聚异丁烯双丁二酰亚胺、聚异丁烯多丁二酰亚胺或高分子量丁二酰亚胺中的至少一种；
所述抗氧剂选自酚类抗氧剂和胺类抗氧剂的混合物；所述酚类抗氧剂选自硫醚基酚或液体高分子酚中的至少一种；所述胺类抗氧剂选自烷基化二苯胺、烷基苯基-α-萘胺或N-苯基-N’-烷基-对亚苯基二胺中的至少一种；
所述光亮剂选自咪唑啉油酸盐或甲基萜烯树脂中的至少一种；
所述防锈剂选自选自十二烯基丁二酸；
所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于35mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于以重量份数计，催冷剂的用量为0.5～5份，抗氧剂的用量为0.2～2份，光亮剂的用量为0.1～0.8份，防锈剂的用量为0.05～2份，基础油的用量为85～95份。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于抗氧剂混合物中，酚类抗氧剂与胺类抗氧剂的重量比为0.5～5。
4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于抗氧剂混合物中，酚类抗氧剂与胺类抗氧剂的重量比为1～3。
5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于15mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于所述基础油选自100℃下的运动黏度不大于30mm2·s-1的II类加氢基础油的至少一种。
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