CN105907932A - 一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法 - Google Patents

一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法 Download PDF

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陈建峰
张明
高玉刚
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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60—Aqueous agents
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法，属于淬火剂制备技术领域。本发明以新鲜水葫芦为原料，将其洗净，浸泡后水浴加热，之后分别将浸泡滤液和压榨滤液合并，加入硼砂、磷酸钠、聚乙二醇、水杨酸、去离子水以及制得的酶解液，搅拌混合，即可制得一种水葫芦绿色淬火剂。实例证明，本发明操作简单易行，原料天然易得，在生产过程中不易产生残炭及异味，在降低生产成本的同时，使得制得的淬火剂具有良好的冷却特性，避免淬火后工件的开裂、变形等现象。

Description

一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法，属于淬火剂制备技术领域。
背景技术
为了改善例如钢材等金属材料的性能，需要对金属材质的工件进行热处理，常见的热处理工艺有淬火、回火、退火、正火等热处理方法。其中，淬火是指将加热转变至奥氏体状态的工件以大于临界冷却速度的冷速快速冷却至形成马氏体等淬火组织，淬火处理后，可以提高工件的综合力学性能。
目前通过对淬火介质广泛深入的研究，已出现了种类繁多的水溶性聚合物淬火剂以适应于不同材料、不同热处理工艺要求的需要，这些水溶性淬火剂避免了原有的以水为冷却介质存在的冷却特性不理想、在马氏体转变区附近冷速过快、工件淬火变形及开裂倾向大，以及以油为冷却介质存在的冷却速度慢，淬透性低的钢易淬不硬，污染环境、易着火、成本高、冷却速度变化范围小等缺点，但在使用中仍存在一定问题。有些聚合物淬火剂虽然价格低，但易腐败、易老化，需要经常更换淬火剂；有些聚合物淬火剂使用时易粘附在工件表面，难于清洗，冷却特性不稳定；有些聚合物淬火剂虽有稳定性好，耐老化性强等优点，但在生产过程中产生残炭及异味，不利于生产环境保护。
水是冷却能力较强的淬火介质，其来源广、价格低、成分稳定不易变质，缺点是冷却过程中工件易产生“软点”，且在马氏体转变温度区由于冷却太快，易产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂，部分水性淬火剂通过在水中加入适量的盐和碱，这样在高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段能析出盐和碱的晶体并立即爆裂，从而破坏蒸汽膜，炸碎工件表面的氧化皮，提高介质在高温区的冷却能力，然而此类淬火剂的腐蚀性较大，并且影响生产环境的清洁。新型淬火剂的发展方向主要包括降低能耗、减少污染排放、安全环保、低成本高质量等。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的淬火剂虽价格低廉，抗老化性能好，但在生产过程中易产生残炭及异味，使得冷却特性不稳定，且不利于生产环境保护的现状，提供了一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法。该方法以新鲜水葫芦为原料，将其洗净，浸泡后水浴加热，之后分别将浸泡滤液和压榨滤液合并，加入硼砂、磷酸钠、聚乙二醇、水杨酸、去离子水以及制得的酶解液，搅拌混合，即可制得一种水葫芦绿色淬火剂。本发明操作简单易行，原料天然易得，在生产过程中不易产生残炭及异味，在降低生产成本的同时，使得制得的淬火剂具有良好的冷却特性，避免淬火后工件的开裂、变形等现象。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按200～300W下超声振荡处理10～15min，浸泡处理20～24h；
（2）待浸泡处理完成后，再在45～50℃下水浴加热2～3h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份上述制备的压榨滤渣、2～5份纤维素酶和3～5份果胶酶置于三口烧瓶中，在35～37℃下，水浴加热并搅拌混合45～60min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份步骤（2）制备的混合滤液、10～15份上述制备的酶解液、2～5份硼砂、3～5份磷酸钠、1～2份聚乙二醇、0.5～1份水杨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置10～12h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
本发明的应用方法是：将厚度为55～60mm的40Cr钢材料置于炉中，以30～40℃的速率升温加热至800～850℃，之后在此温度下保温5～10min后，淬入已用清水稀释3～5倍的本发明制得的的水葫芦绿色淬火剂中，待40Cr钢材料自心部传到外表面的温度降低至250～300℃时，将40Cr钢材料取出，置于阴凉处自行冷却至室温，即可，不仅操作简便，无需繁琐工艺，而且可以使得的40Cr钢材料淬火后不会出现开裂、变形等现象，适合大规模推广应用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明操作简单易行，原料天然易得，在生产过程中不易产生残炭及异味，属于绿色环保工艺；
（2）本发明以新鲜水葫芦为原料，在降低生产成本的同时，使得制得的淬火剂具有良好的冷却特性，避免淬火后工件的开裂、变形等现象。
具体实施方式
首先选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按200～300W下超声振荡处理10～15min，浸泡处理20～24h；待浸泡处理完成后，再在45～50℃下水浴加热2～3h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；随后按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份上述制备的压榨滤渣、2～5份纤维素酶和3～5份果胶酶置于三口烧瓶中，在35～37℃下，水浴加热并搅拌混合45～60min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；最后按重量份数计，分别称量45～50份上述制备的混合滤液、10～15份上述制备的酶解液、2～5份硼砂、3～5份磷酸钠、1～2份聚乙二醇、0.5～1份水杨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置10～12h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
实例1
首先选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按200W下超声振荡处理10min，浸泡处理20h；待浸泡处理完成后，再在45℃下水浴加热2h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；随后按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份上述制备的压榨滤渣、2份纤维素酶和3份果胶酶置于三口烧瓶中，在35℃下，水浴加热并搅拌混合45min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；最后按重量份数计，分别称量45份上述制备的混合滤液、10份上述制备的酶解液、2份硼砂、3份磷酸钠、1份聚乙二醇、0.5份水杨酸和45份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置10h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
本实例操作简便，使用时，将厚度为55mm的40Cr钢材料置于炉中，以30℃的速率升温加热至800℃，之后在此温度下保温5min后，淬入已用清水稀释3倍的本发明制得的的水葫芦绿色淬火剂中，待40Cr钢材料自心部传到外表面的温度降低至250℃时，将40Cr钢材料取出，置于阴凉处自行冷却至室温，即可，不仅操作简便，无需繁琐工艺，而且可以使得的40Cr钢材料淬火后不会出现开裂、变形等现象，适合大规模推广应用。
实例2
首先选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按250W下超声振荡处理13min，浸泡处理22h；待浸泡处理完成后，再在48℃下水浴加热2.5h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；随后按重量份数计，分别称量48份去离子水、13份上述制备的压榨滤渣、4份纤维素酶和4份果胶酶置于三口烧瓶中，在36℃下，水浴加热并搅拌混合55min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；最后按重量份数计，分别称量48份上述制备的混合滤液、13份上述制备的酶解液、4份硼砂、4份磷酸钠、1.5份聚乙二醇、0.8份水杨酸和48份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置11h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
本实例操作简便，使用时，将厚度为58mm的40Cr钢材料置于炉中，以35℃的速率升温加热至830℃，之后在此温度下保温8min后，淬入已用清水稀释4倍的本发明制得的的水葫芦绿色淬火剂中，待40Cr钢材料自心部传到外表面的温度降低至280℃时，将40Cr钢材料取出，置于阴凉处自行冷却至室温，即可，不仅操作简便，无需繁琐工艺，而且可以使得的40Cr钢材料淬火后不会出现开裂、变形等现象，适合大规模推广应用。
实例3
首先选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按300W下超声振荡处理15min，浸泡处理24h；待浸泡处理完成后，再在50℃下水浴加热3h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；随后按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份上述制备的压榨滤渣、5份纤维素酶和5份果胶酶置于三口烧瓶中，在37℃下，水浴加热并搅拌混合60min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；最后按重量份数计，分别称量50份上述制备的混合滤液、15份上述制备的酶解液、5份硼砂、5份磷酸钠、2份聚乙二醇、1份水杨酸和50份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置12h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
本实例操作简便，使用时，将厚度为60mm的40Cr钢材料置于炉中，以40℃的速率升温加热至850℃，之后在此温度下保温10min后，淬入已用清水稀释5倍的本发明制得的的水葫芦绿色淬火剂中，待40Cr钢材料自心部传到外表面的温度降低至300℃时，将40Cr钢材料取出，置于阴凉处自行冷却至室温，即可，不仅操作简便，无需繁琐工艺，而且可以使得的40Cr钢材料淬火后不会出现开裂、变形等现象，适合大规模推广应用。

Claims (1)

1.一种水葫芦绿色淬火剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）选取新鲜水葫芦，收集叶片并洗净，自然晾干后剪成1cm2叶片小块，随后按质量比1:100，将叶片小块置于去离子水中浸泡处理，随后每隔1h按200～300W下超声振荡处理10～15min，浸泡处理20～24h；
（2）待浸泡处理完成后，再在45～50℃下水浴加热2～3h，随后静置冷却至室温，过滤收集浸泡滤液，将滤饼压榨并过滤，收集压榨滤液和滤渣，将压榨滤液与浸泡滤液合并，制备混合滤液，备用；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份上述制备的压榨滤渣、2～5份纤维素酶和3～5份果胶酶置于三口烧瓶中，在35～37℃下，水浴加热并搅拌混合45～60min，随后过滤并收集滤液，制备得酶解液；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份步骤（2）制备的混合滤液、10～15份上述制备的酶解液、2～5份硼砂、3～5份磷酸钠、1～2份聚乙二醇、0.5～1份水杨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，在室温下搅拌混合并静置10～12h，即可制备得一种水葫芦绿色淬火剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112813236A (zh) * 2021-01-04 2021-05-18 安徽黄山恒久链传动有限公司 一种提高链轮韧性的高频淬火工艺

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