CN105925768B - 一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法 - Google Patents

一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法，属于金属热处理技术领域。该淬火油的组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。本发明的淬火油对板簧的最大冷却速度在110～120℃/s左右，使用温度在65～70℃时效果最好，使淬火后的板簧强度和刚度大大提高，同时能够实现表面自动发黑的效果，而且表面形成的保护膜结合力强，耐磨性能好，减少热处理后表面再次涂覆防锈处理，节约资源，减少工序，提高效率。

Description

一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法
技术领域
本发明属于金属热处理技术领域，更具体地说，涉及一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法。
背景技术
汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用；汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。在悬架系统中除了起缓冲作用外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必要设置其它的导向机构，另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，因此采用此种结构可以不装减振器。由此可以看出，汽车板簧的性能需要满足很高的要求，汽车板簧常用的加工工艺路线为下料--校直--钻孔--卷耳--淬火+中温回火--喷丸--装配--预压缩。淬火是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性，是使钢获得高综合机械性能的传统方法。汽车板簧的工作能力一般取决于强度和刚度，汽车板簧经过淬火，使汽车板簧的刚度强度都提高了，从而更加耐用，质量更高。
目前关于汽车板簧淬火工艺改进的研究报道很多，例如，中国专利申请号为201410623090.X，申请公布日为2016年6月8日的专利申请文件公开了一种汽车板簧自动淬火线，包括淬火机，淬火机前布置有热教直装置，热教直装置在辊道输送装置上，热教直装置外再布置有淬火机械手，热教直装置前还设有加热炉，加热炉外再设有上料机械手，最后都连接至电控系统；辊道输送装置上还设有自动定位装置，该发明在使用时通过上料机械手将汽车板簧输送至加热炉，加热炉将加热好的汽车板簧输送到热教直装置上教直，再通过辊道输送装置的输送最后利用淬火机械手将教直后的汽车板簧输送至淬火机淬火，从而完成整个汽车板簧的淬火，该淬火线实现了汽车板簧淬火的全自动化操作，具有一定的意义，但是目前关于汽车板簧淬火介质的研究报道基本没有，而淬火介质则是获得高的淬火质量的关键因素之一，常用的淬火介质分为水剂和油剂两大类型。传统的水溶性淬火介质具有非常高的冷却速度，过高的冷却速度使金属内部产生过高的内应力，金属变形增大并使淬火后金属开裂，不能满足金属热处理的要求。在20世纪初，矿物油开始被用于淬火冷却。矿物油的主要成分是饱和烃，性能相对稳定，所以得到了广泛的应用。为改善矿物油的冷却性能，人们又研制和向矿物油为基的含有各种添加剂的淬火油，仍然是主要使用的淬火介质。然而，矿物油淬火剂对环境造成严重污染，矿物油的闪点较低，在淬火过程中，形成浓烟并有火灾危险，在油中含有水时这种危险性更是大大加剧，矿物油的降解性很差，所以废弃的矿物油对环境的污染的潜在威胁就很大。近年来已有越来越多的企业在热处理时放弃使用油淬火，而采用各种水溶性高分子有机物水溶液为合金钢淬火的冷却介质。
汽车板簧是一种弹性元件，对其强度和刚度的要求非常高，常规的淬火介质对其淬火时经常存在淬火应力大、易变形和产生裂纹以及淬火后的强度和刚度达不到要求等问题，因此，现有技术通常要用双液或三液淬火，操作工序繁琐，造成淬火成本高、生产效率低。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有的汽车板簧淬火存在易变形、易淬裂、淬火后的强度和刚度达不到要求等问题，本发明提供一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法。本发明的淬火油是专门针对汽车板簧件研发的，将热处理和表面处理两道工序完美的结合在一起，无需进行双液或三液淬火，既能保证汽车板簧的强度和刚度要求，又能在链片表面形成一层致密的保护膜，起到美化外观和短期防锈的效果，节约资源，减少工序，提高效率。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。
进一步地，所述的精制基础油35份，催冷复剂9份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.6份，抗氧化剂0.02份。
进一步地，所述的精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。
进一步地，所述的催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物；所述的发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物；所述的润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物；所述的表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物。
进一步地，所述的聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的质量比为2:1:1；所述的短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的质量比为5:1:1:1；所述的咪唑啉油酸盐与甲基萜烯树脂的质量比为1:1。
进一步地，所述的脂肪酸聚氧乙烯醚与甘油的质量比为8:1；所述的司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的质量比为3:1。
进一步地，所述的染色剂为分散黑9；所述的抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。
上述的能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：
(1)将汽车板簧加热至800℃以上，保温；
(2)将上述的淬火油加热至65～70℃；
(3)将步骤(1)中保温结束后的汽车板簧浸入步骤(2)中的淬火油中淬火；
(4)当步骤(3)中汽车板簧的温度降至450～500℃时对淬火油进行搅拌5～10min；
(5)当汽车板簧的温度降至90～100℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。
进一步地，步骤(1)中保温时间t＝L0.5*(B/H)min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。
进一步地，步骤(4)中当汽车板簧温度降至500℃时，对淬火油进行搅拌10min，搅拌速度150rpm。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供一种汽车板簧专用淬火油，能在淬火后自发黑，对汽车板簧的最大冷速在110～120℃/s，使用温度在65～70℃时效果最好，既能获得理想的刚度、强度及变形率小，又能够实现表面自动发黑的效果，而且表面形成的保护膜结合力强，不易脱落，起到美化外观和短期防锈的效果，减少热处理后表面再次涂覆防锈处理，节约资源，减少工序，提高效率；
(2)本发明是在申请人之前申请的专利“一种能使轴承钢淬火后自发黑的淬火油”(专利申请号为201410783870.0)的基础上进行的改进，申请人在使用公开专利中的淬火油对汽车板簧进行淬火时存在淬火后强度不够以及发黑膜的结合力差等系列问题，淬火后自发黑工艺是申请人在金属热处理领域的一项重大创新，但在具体应用时还是存在各种困难需要克服，针对汽车板簧淬火过程中出现的问题，申请人进行了大量的研究，最终确定了本发明的淬火油配方，提高了淬火硬度以及耐磨性，特别是提高了发黑膜与汽车板簧结合力，使其使用寿命大大提高；
(3)本发明淬火油中的脂肪醇聚氧乙烯醚(C原子数为16～18；聚合度n为10～30)对汽车板簧有很强的湿润效果，特别是60Si2Mn材质的汽车板簧，大大降低其表面的张力，再配合短油度醇酸树脂和三元乙丙的延展成膜作用，能在汽车板簧的表面均匀成膜，在染色剂的作用下，对汽车板簧表面膜层进行染色发黑，最终在汽车板簧表面形成一层均匀致密的发黑膜层，研究过程中发现，添加适量的三元乙丙能显著提高发黑膜的结合力，至少提高了25％左右；
(4)现有技术在发黑镀膜过程中经常出现膜层粘手、光泽度不一致以及膜层牢固性不强等问题，本发明的淬火油中，短油度醇酸树脂与三元乙丙、咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂相互配合使用，具有自干性能良好，干燥速度快，具有良好的光泽性以及耐磨性等优点，这一优异性能也是发明人在实际生产和研发过程中的一个意外发现，为企业带来了巨大的经济效益；
(5)在淬火过程中，当汽车板簧刚浸入本发明的淬火油中时，淬火油对其冷却速度为90～100℃/s，随着汽车板簧的温度逐步降低，淬火油的温度逐步上升，淬火油的局部流动性增加，当汽车板簧冷却到450～500℃后，对淬火油进行适当搅拌，淬火油对汽车板簧的冷却速度得到一定的提高，最大冷却速度能达到110～120℃/s；当汽车板簧的温度降至220～250℃时，在表面活性剂以及润湿剂的作用下，干性短油度醇酸树脂和三元乙丙会逐渐吸附在零件表面，润湿剂分子量大，能大大降低金属表面张力，促进干性短油度醇酸树脂和三元乙丙在汽车板簧表面成膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35份，催冷复剂9份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.6份，抗氧化剂0.02份。其中，精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物(质量比为2:1:1)；发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物(质量比为5:1:1:1)；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物(质量比为1:1)；润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物(质量比为8:1)；表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物(质量比为3:1)；染色剂为分散黑9；抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。
本实施例中的淬火油能使汽车板簧淬火后在其表面自发黑形成一层致密的保护膜，而且使淬火后的汽车板簧具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，通过控制冷却速度，使得在淬火过程中汽车板簧的刚度和强度提高了15％左右。经检验发现，使用本发明的淬火油，能在汽车板簧的表面形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低，而且形成的发黑膜结合力强，不易脱落，耐磨性好，光泽度一致，没有粘手的情况，能满足防水、防锈等功能需求，湿润剂中的甘油能有效防止发黑膜出现“起皮”的现象。
特别地，将短油度醇酸树脂应用于淬火油领域是发明人的一种大胆尝试，本发明中使用的短油度醇酸树脂为干性短油度醇酸树脂，其中的脂肪酸含量为30％左右，主要是由亚麻油和脂肪酸为原料制成的。在研究过程中发现干性短油度醇酸树脂配合三元乙丙使用，能提高发黑膜的结合力和耐磨性，在一定比例的脂肪醇聚氧乙烯醚和司盘-80的辅助下，能使本发明的淬火油性能发挥优异，在实验过程中发明人尝试用其他种类的湿润剂代替本发明中的脂肪醇聚氧乙烯醚，但发现效果均不理想。
上述淬火油的制备方法为：
(1)按比例称取20份精制基础油，在25℃条件下，分别将9份催冷复剂、0.3份表面活性剂和0.01份抗氧化剂加入其中搅拌均匀(搅拌速度为200rpm)，得到淬火油A液；
(2)按比例称取余下份数的精制基础油，加热至40℃，分别加入0.4份发黑复剂和0.5份光亮剂搅拌均匀(搅拌速度为250rpm)，得到淬火油B液；
(3)将淬火油A液加热至35℃，边搅拌(搅拌速度为400rpm)边将淬火油B液滴加入淬火油A液中(滴加速度为0.01份/min)，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；
(4)搅拌1h后冷却至室温静置2h，得到能使汽车板簧淬火后自发黑的专用淬火油。
本实施例制备的淬火油具有分散性好、热传递性能好、性能稳定、耐储存的优点；避光条件下保存3年以上都不会出现浑浊、团聚等变质现象。在制备过程中，各个组分的混合顺序对淬火油的性能有一定的影响，发明人发现，如果简单的将各组分依次加入到精制基础油中搅拌混合得到的淬火油在使用时容易出现成膜不均匀的情况，该淬火油在存储时也容易出现浑浊。而且淬火油A液与淬火油B液的混合温度对最后的淬火油的性能影响很大，30℃是最佳的混合温度。
上述能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：
(1)将汽车板簧加热至800℃，保温；
(2)将上述的淬火油加热至65℃；
(3)将步骤(1)中保温结束后的汽车板簧浸入步骤(2)中的淬火油中淬火；
(4)当步骤(3)中汽车板簧的温度降至450℃时对淬火油进行搅拌5min，搅拌速度150rpm；
(5)当汽车板簧的温度降至90℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。
本实施例中的淬火油针对不同尺寸的汽车板簧的使用方法有所不同，步骤(1)中保温时间t＝L0.5*(B/H)min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。本实施例中具体淬火的汽车板簧的长度为1800mm，汽车板簧的厚度为18mm，汽车板簧的宽度为90mm，针对这个规格的汽车板簧进行热处理时，保温时间t＝18000.5*(90/18)min＝212min，本实施例中处理的汽车板簧是由60Si2Mn材料制成的，按照此条件热处理后，再配合使用本发明的淬火油进行淬火，汽车板簧的强度和刚度分别提高了12％和15％，效果非常好。
在淬火过程中，当汽车板簧刚浸入本实施例的淬火油中时，淬火油对其冷却速度为110℃/s左右，能有效避免收缩急剧变形过大、产生裂纹的情况；随着汽车板簧的温度逐步降低，淬火油的温度逐步上升，淬火油的局部流动性增加，三元乙丙的性能慢慢发挥出来，当汽车板簧冷却到450℃后，对淬火油进行适当搅拌，淬火油对汽车板簧的冷却速度得到一定的提高，最大冷却速度能达到120℃/s；当汽车板簧的温度降至220℃时，在表面活性剂以及润湿剂的作用下，干性短油度醇酸树脂和三元乙丙会逐渐吸附在零件表面，润湿剂分子量大，能大大降低金属表面张力，促进干性短油度醇酸树脂和三元乙丙在汽车板簧的表面和连接孔处均匀成膜。
经本实施例的淬火油淬火自发黑后的汽车板簧的表面发黑膜的耐磨性能比普通先淬火后发黑的发黑膜提高了15％左右。
实施例2
一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油38份，催冷复剂7份，发黑复剂0.5份，光亮剂0.4份，表面活性剂0.4份，抗氧化剂0.02份。其中，精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物(质量比为2:1:1)；发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物(质量比为5:1:1:1)；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物(质量比为1:1)；润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物(质量比为8:1)；表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物(质量比为3:1)；染色剂为分散黑9；抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。
本实施例中的淬火油能使汽车板簧淬火后在其表面自发黑形成一层致密的保护膜，而且使淬火后的汽车板簧具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，通过控制冷却速度，使得在淬火过程中汽车板簧的刚度和强度提高了20％左右。经检验发现，使用本发明的淬火油，能在汽车板簧的表面形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低，而且形成的发黑膜结合力强，不易脱落，耐磨性好，光泽度一致，没有粘手的情况，能满足防水、防锈等功能需求，湿润剂中的甘油能有效防止发黑膜出现“起皮”的现象。
特别地，将短油度醇酸树脂应用于淬火油领域是发明人的一种大胆尝试，本发明中使用的短油度醇酸树脂为干性短油度醇酸树脂，其中的脂肪酸含量为30％左右，主要是由亚麻油和脂肪酸为原料制成的。在研究过程中发现干性短油度醇酸树脂配合三元乙丙使用，能提高发黑膜的结合力和耐磨性，在一定比例的脂肪醇聚氧乙烯醚和司盘-80的辅助下，能使本发明的淬火油性能发挥优异，在实验过程中发明人尝试用其他种类的湿润剂代替本发明中的脂肪醇聚氧乙烯醚，但发现效果均不理想。
上述淬火油的制备方法为：
(1)按比例称取18份精制基础油，在25℃条件下，分别将7份催冷复剂、0.2份表面活性剂和0.01份抗氧化剂加入其中搅拌均匀(搅拌速度为200rpm)，得到淬火油A液；
(2)按比例称取余下份数的精制基础油，加热至40℃，分别加入0.5份发黑复剂和0.4份光亮剂搅拌均匀(搅拌速度为250rpm)，得到淬火油B液；
(3)将淬火油A液加热至35℃，边搅拌(搅拌速度为400rpm)边将淬火油B液滴加入淬火油A液中(滴加速度为0.01份/min)，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；
(4)搅拌1h后冷却至室温静置2h，得到能使汽车板簧淬火后自发黑的专用淬火油。
本实施例制备的淬火油具有分散性好、热传递性能好、性能稳定、耐储存的优点；避光条件下保存3年以上都不会出现浑浊、团聚等变质现象。在制备过程中，各个组分的混合顺序对淬火油的性能有一定的影响，发明人发现，如果简单的将各组分依次加入到精制基础油中搅拌混合得到的淬火油在使用时容易出现成膜不均匀的情况，该淬火油在存储时也容易出现浑浊。而且淬火油A液与淬火油B液的混合温度对最后的淬火油的性能影响很大，30℃是最佳的混合温度。
上述能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：
(1)将汽车板簧加热至850℃，保温；
(2)将上述的淬火油加热至70℃；
(3)将步骤(1)中保温结束后的汽车板簧浸入步骤(2)中的淬火油中淬火；
(4)当步骤(3)中汽车板簧的温度降至500℃时对淬火油进行搅拌10min，搅拌速度150rpm；
(5)当汽车板簧的温度降至100℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。
本实施例中的淬火油针对不同尺寸的汽车板簧的使用方法有所不同，步骤(1)中保温时间t＝L0.5*(B/H)min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。本实施例中具体淬火的汽车板簧的长度为1650mm，汽车板簧的厚度为22mm，汽车板簧的宽度为90mm，针对这个规格的汽车板簧进行热处理时，保温时间t＝16500.5*(90/22)min＝166min，本实施例中处理的汽车板簧是由60Si2Mn材料制成的，按照此条件热处理后，再配合使用本发明的淬火油进行淬火，汽车板簧的强度和刚度分别提高了15％和19％，效果非常好。
在淬火过程中，当汽车板簧刚浸入本实施例的淬火油中时，淬火油对其冷却速度为100℃/s左右，能有效避免收缩急剧变形过大、产生裂纹的情况；随着汽车板簧的温度逐步降低，淬火油的温度逐步上升，淬火油的局部流动性增加，三元乙丙的性能慢慢发挥出来，当汽车板簧冷却到500℃后，对淬火油进行适当搅拌，淬火油对汽车板簧的冷却速度得到一定的提高，最大冷却速度能达到120℃/s；当汽车板簧的温度降至240℃时，在表面活性剂以及润湿剂的作用下，干性短油度醇酸树脂和三元乙丙会逐渐吸附在零件表面，润湿剂分子量大，能大大降低金属表面张力，促进干性短油度醇酸树脂和三元乙丙在汽车板簧的表面和连接孔处均匀成膜。
经本实施例的淬火油淬火自发黑后的汽车板簧的表面发黑膜的耐磨性能比普通先淬火后发黑的发黑膜提高了20％左右。
实施例3
一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油40份，催冷复剂10份，发黑复剂0.7份，光亮剂0.3份，表面活性剂0.7份，抗氧化剂0.03份。其中，精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物(质量比为2:1:1)；发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物(质量比为5:1:1:1)；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物(质量比为1:1)；润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物(质量比为8:1)；表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物(质量比为3:1)；染色剂为分散黑9；抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。
本实施例中的淬火油能使汽车板簧淬火后在其表面自发黑形成一层致密的保护膜，而且使淬火后的汽车板簧具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，通过控制冷却速度，使得在淬火过程中汽车板簧的刚度和强度提高了21％左右。经检验发现，使用本发明的淬火油，能在汽车板簧的表面形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低，而且形成的发黑膜结合力强，不易脱落，耐磨性好，光泽度一致，没有粘手的情况，能满足防水、防锈等功能需求，湿润剂中的甘油能有效防止发黑膜出现“起皮”的现象。
特别地，将短油度醇酸树脂应用于淬火油领域是发明人的一种大胆尝试，本发明中使用的短油度醇酸树脂为干性短油度醇酸树脂，其中的脂肪酸含量为30％左右，主要是由亚麻油和脂肪酸为原料制成的。在研究过程中发现干性短油度醇酸树脂配合三元乙丙使用，能提高发黑膜的结合力和耐磨性，在一定比例的脂肪醇聚氧乙烯醚和司盘-80的辅助下，能使本发明的淬火油性能发挥优异，在实验过程中发明人尝试用其他种类的湿润剂代替本发明中的脂肪醇聚氧乙烯醚，但发现效果均不理想。
上述淬火油的制备方法为：
(1)按比例称取20份精制基础油，在28℃条件下，分别将10份催冷复剂、0.4份表面活性剂和0.02份抗氧化剂加入其中搅拌均匀(搅拌速度为250rpm)，得到淬火油A液；
(2)按比例称取余下份数的精制基础油，加热至40℃，分别加入0.7份发黑复剂和0.3份光亮剂搅拌均匀(搅拌速度为200rpm)，得到淬火油B液；
(3)将淬火油A液加热至35℃，边搅拌(搅拌速度为300rpm)边将淬火油B液滴加入淬火油A液中(滴加速度为0.02份/min)，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；
(4)搅拌1h后冷却至室温静置2h，得到能使汽车板簧淬火后自发黑的专用淬火油。
本实施例制备的淬火油具有分散性好、热传递性能好、性能稳定、耐储存的优点；避光条件下保存3年以上都不会出现浑浊、团聚等变质现象。在制备过程中，各个组分的混合顺序对淬火油的性能有一定的影响，发明人发现，如果简单的将各组分依次加入到精制基础油中搅拌混合得到的淬火油在使用时容易出现成膜不均匀的情况，该淬火油在存储时也容易出现浑浊。而且淬火油A液与淬火油B液的混合温度对最后的淬火油的性能影响很大，30℃是最佳的混合温度。
上述能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：
(1)将汽车板簧加热至860℃，保温；
(2)将上述的淬火油加热至70℃；
(3)将步骤(1)中保温结束后的汽车板簧浸入步骤(2)中的淬火油中淬火；
(4)当步骤(3)中汽车板簧的温度降至500℃时对淬火油进行搅拌10min，搅拌速度150rpm；
(5)当汽车板簧的温度降至100℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。
本实施例中的淬火油针对不同尺寸的汽车板簧的使用方法有所不同，步骤(1)中保温时间t＝L0.5*(B/H)min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。本实施例中具体淬火的汽车板簧的长度为1500mm，汽车板簧的厚度为16mm，汽车板簧的宽度为90mm，针对这个规格的汽车板簧进行热处理时，保温时间t＝15000.5*(90/16)min＝218min，本实施例中处理的汽车板簧是由60Si2Mn材料制成的，按照此条件热处理后，再配合使用本发明的淬火油进行淬火，汽车板簧的强度和刚度分别提高了17％和20％，效果非常好。
在淬火过程中，当汽车板簧刚浸入本实施例的淬火油中时，淬火油对其冷却速度为110℃/s左右，能有效避免收缩急剧变形过大、产生裂纹的情况；随着汽车板簧的温度逐步降低，淬火油的温度逐步上升，淬火油的局部流动性增加，三元乙丙的性能慢慢发挥出来，当汽车板簧冷却到500℃后，对淬火油进行适当搅拌，淬火油对汽车板簧的冷却速度得到一定的提高，最大冷却速度能达到120℃/s；当汽车板簧的温度降至250℃时，在表面活性剂以及润湿剂的作用下，干性短油度醇酸树脂和三元乙丙会逐渐吸附在零件表面，润湿剂分子量大，能大大降低金属表面张力，促进干性短油度醇酸树脂和三元乙丙在汽车板簧的表面和连接孔处均匀成膜。
经本实施例的淬火油淬火自发黑后的汽车板簧的表面发黑膜的耐磨性能比普通先淬火后发黑的发黑膜提高了21％左右。

Claims (9)

1.一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35~40份，催冷复剂7~10份，发黑复剂0.4~0.7份，光亮剂0.3~0.5份，表面活性剂0.4~0.7份，抗氧化剂0.02~0.03份；所述的催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物；所述的发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物；所述的润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物；所述的表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的精制基础油35份，催冷复剂9份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.6份，抗氧化剂0.02份。
3.根据权利要求1或2所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的精制基础油的运动粘度为14~25 mm2/s，酸值≤0.02 mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的质量比为2:1:1；所述的短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的质量比为5:1:1:1；所述的咪唑啉油酸盐与甲基萜烯树脂的质量比为1:1。
5.根据权利要求4所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的脂肪酸聚氧乙烯醚与甘油的质量比为8:1；所述的司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的质量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的染色剂为分散黑9；所述的抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。
7.权利要求1或2中所述的能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：
（1）将汽车板簧加热至800℃以上，保温；
（2）将权利要求1或2中所述的淬火油加热至65~70℃；
（3）将步骤（1）中保温结束后的汽车板簧浸入步骤（2）中的淬火油中淬火；
（4）当步骤（3）中汽车板簧的温度降至450~500℃时对淬火油进行搅拌5~10 min；
（5）当汽车板簧的温度降至90~100℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。
8.根据权利要求7所述的能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其特征在于：步骤（1）中保温时间t=L0.5*（B/H）min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。
9.根据权利要求7或8所述的能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其特征在于：步骤（4）中当汽车板簧温度降至500℃时，对淬火油进行搅拌10 min，搅拌速度150rpm。
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