CN108118351A - 一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂及制备方法，属于清洗剂技术领域。本发明清洗剂的组成成份及质量份数为：表面活性剂9‑15份，润湿剂4‑6份，油脂乳化剂3‑5份，缓蚀剂2‑3份，消泡剂1‑2份，水25‑35份。还可以与多效酶清洗液复配使用。本发明的清洗剂对轴承外圈类淬火后自发黑的淬火油清洗效果非常好，特别是残留在轴承外圈沟道内的淬火油，而本发明中的清洗剂专门针对这类淬火油研发的，清洗效果好，洗后无残留，回火之后工件表面光亮无印迹。

Description

一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂及制备方法
技术领域
本发明属于清洗剂技术领域，更具体地说，涉及一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂及制备方法。
背景技术
表面热处理时一种通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能工艺。表面淬火是表面热处理的主要内容，其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能。所有经机械加工、热处理前的零件都必须进行清洗，以除去其表面油脂、污物、切削液和金属碎屑。淬火后的零件在进入回火炉前也必须清洗，除去表面附着的油或无机盐，油淬之后的工件如果清洗不充分，在回火时会产生大量的油烟，污染环境。但工件表面的淬火油往往不易清洗(尤其是零件的拐角、凹槽、缝隙等位置处)，容易出现残留，不仅会形成花斑，在回火后会形成碳层吸附在工件表面，影响工件表面的质量和外观。对于盐浴淬火的工件同样需要清洗，否则残留的盐分会在工件表面形成印迹，影响工件的质量。
为了保证零件的清洗质量，必要严格控制清洗工艺要素，了解热处理工件表面形成的污迹类型，根据污物类型选择清洗剂，确认其清洗能力和污物被完全清除的可能性。清洗剂靠物理和化学反应起作用。反应、溶解、乳化和润湿都是化学过程。有些污物是被清洗剂包围发生反应后被清除的。碱性清洗剂和脂性污物发生皂化作用被清除。溶于水的污物被清洗剂溶解。一些乳化洗涤剂把油脂溶解形成乳白色乳化剂使其清除。湿润剂或表面活性剂是清洗剂的关键成分，可降低液体表面张力，使清洗液易于渗入污物与工件表面的界面。撞击和搅动属物理作用。碰撞靠清洗剂的喷射来实现，通过一系列喷嘴在高压下把液流冲向工件。搅拌仅适用于浸泡清洗，浸泡清洗剂的效果只取决于其洗净能力。把空气或蒸汽吹入清洗剂的搅动作用非常有助于污物的彻底清理。
目前关于金属表面的清洗的研究报道有很多，例如，中国专利申请号为2016104954658，申请公布日为2016年11月16日的专利申请文件公开了一种金属零部件去污工艺，根据待去污金属零部件的Ac1温度，以及不产生氧化皮的温度，确定加热温度；对待去污金属零部件进行加热，将温度控制在步骤1中确定的加热温度，加热至金属零部件表面的油污干燥硬化；通过吹砂或喷丸方式去除金属零部件表面干燥硬化的油污。该发明主要是通过加热氧化的方法去除金属零部件加工过程中使用的润滑油等油污，这种方法对于油污种类单一、浓度高的情况下比较适用。但并不适合于金属表面热处理时残留的污渍。又如，中国专利申请号为201410518950.3，申请公布日为2016年11月23日的专利申请文件公开了一种有色金属低泡缓蚀清洗剂，包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸二异丙醇酰胺、双生表面活性剂、钼酸盐、硅氧烷酮、助洗剂、芳基磺酰撑氨基酸醇胺盐、1-羟基苯并三氮唑、聚醚改性有机硅消泡剂和去离子水；采用非离子表面活性剂和酰胺作为主要清洗剂，利用双生表面活性剂进一步复配和添加缓蚀剂、消泡剂的方式，达到对有色金属表面低泡清洗和防锈的效果。正如前面所分析的，保证清洗质量的首要前提是了解热工件表面的污迹类型。
轴承外圈主要材质为GCr15、GCr15SiMn，材质淬透性能好，其专用淬火油冷速较慢，粘度较大。轴承外圈为圆环状薄壁套圈，外圈内部为内凹型深沟，淬火后外圈内部深沟内有大量淬火油被带出，由于网带炉热处理设备后清洗普遍采用交叉喷淋装置，所以，在清洗时，外圈沟道内的淬火油很难被清洗干净，往往会存在残留，在回火后吸附在轴承内表面，影响轴承的外观质量。因此针对轴承外圈这一类特殊的工件淬火之后的清洗，需要研究一种特定的、高效的清洗剂。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有的清洗剂不适用于自发黑淬火油的清洗，本发明提供一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂及制备方法，本发明的清洗剂对残留在轴承外圈沟道内的淬火油清洗效果效果好，洗后无残留，回火之后工件表面光亮无印迹。
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：
一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其组成成份及质量份数为：表面活性剂9-15份，润湿剂4-6份，油脂乳化剂3-5份，缓蚀剂2-3份，消泡剂1-2份，水25-35份。
更进一步地，所述的表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为(3-5)：1。
更进一步地，所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚中一种或两者的任意比例混合。
更进一步地，所述的油脂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或对辛基苯酚聚氧乙烯醚或十二烷基二甲基胺乙内酯中的一种。
更进一步地，所述的缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐，或酰胺基胺基磺酸盐与邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯的混合物，混合质量比例为(6-8)：1。
更进一步地，所述的消泡剂为正十六醇。
更进一步地，还包括1-2份的多效酶清洗液，所述的多效酶清洗液中包括蛋白酶、脂肪酶、甘露聚糖酶和溶菌酶。
上所述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将消泡剂和水按比例混合均匀，然后加热至30～35℃；
(2)然后依次加入表面活性剂、润湿剂、油脂乳化剂和缓蚀剂混合均匀；
(3)冷却至室温，分装。
更进一步地，所述的轴承外圈类淬火油的组成成份及各组分质量份数为：精制基础油15-20份，催冷复剂0.3-0.5份，发黑复剂0.1-0.3份，光亮剂0.2-0.5份，表面活性剂1-2份。
更进一步地，所述的精制基础油的运动粘度28-42mm2/s，倾点≤-9℃，酸值≤0.02mgKOH/g；所述的催冷复剂为聚异丁烯与三元乙丙的混合物，其中聚异丁烯与三元乙丙的质量比为2:1；所述的发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂与润湿剂的混合物，其中丙烯酸酯、染色剂与润湿剂的质量比为1:2:1；所述的光亮剂为石油磺酸盐与二元酸混合物，其中石油磺酸盐与二元酸的质量比1:2；所述的表面活性剂为油性酚醛树脂。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的清洗剂专适用于清洗轴承外圈类淬火后表面残留的淬火油，轴承外圈主要材质为GCr15、GCr15SiMn，材质淬透性能好，其专用淬火油冷速较慢，粘度较大，特别是残留在轴承外圈沟道内的淬火油很难被清洗干净，而本发明中的清洗剂专门针对这类淬火油研发的，清洗效果好，洗后无残留，回火之后工件表面光亮无印迹；
(2)本发明的清洗剂呈弱碱性(pH＝7.5-8左右，用碳酸盐调节pH值)，配方中的月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合物对淬火油中的发黑复剂清洗效果独特，清洗之后不会出现花斑的现象；
(3)本发明的清洗剂与多效酶清洗液复配使用效果更好，多效酶清洗液与清洗剂现配现用，复配使用时温度控制在25-40℃之间，25-35℃时清洗效果最好，清洗时清洗液的流速不宜太快，以保证多效酶的充分作用。
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
一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其组成成份及质量份数为：表面活性剂9份，润湿剂6份，油脂乳化剂3份，缓蚀剂2份，消泡剂2份，水30份；其中，表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为3：1；润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚；油脂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐；消泡剂为正十六醇。油脂乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚，又称为聚氧乙烯脂肪醇醚，n是环氧乙烷的加成数，也就是表面活性剂分子中氧乙烯基的数目，本发明中选用n＝6～8的脂肪醇聚氧乙烯醚。
上述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将消泡剂和水按比例混合均匀，然后加热至30℃左右；
(2)然后依次加入表面活性剂、润湿剂、油脂乳化剂和缓蚀剂混合均匀；
(3)用碳酸盐调节pH至7.5左右，冷却至室温，分装。
本实施例中的清洗剂是专门用于清洗申请人研发的一种自发黑淬火油，该淬火油能使轴承钢淬火后自发黑，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油(运动粘度28-42mm2/s，倾点≤-9℃，酸值≤0.02mgKOH/g)15-20份，催冷复剂0.3-0.5份，发黑复剂0.1-0.3份，光亮剂0.2-0.5份，表面活性剂1-2份；催冷复剂为聚异丁烯与三元乙丙的混合物，其中聚异丁烯与三元乙丙的质量比为2:1；所述的发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂与润湿剂的混合物，其中丙烯酸酯、染色剂(Black AFR，巴斯夫公司生产的油性着色剂)与润湿剂(油溶性氮酮)的质量比为1:2:1；所述的光亮剂为石油磺酸盐与二元酸的混合物，其中石油磺酸盐与二元酸的质量比1:2；所述的表面活性剂为油性酚醛树脂。该淬火油能使轴承钢(包括轴承套圈、滚子、保持架等)淬火后自发黑，使淬火后的轴承钢类零件具有理想的微观组织形态，获得理想的淬火硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性；同时在轴承钢类零件表面形成致密的膜结构，实现表面自动发黑的效果，减少热处理后表面再次涂覆防锈处理，节约能源，减少工序，生产效率提高了至少50％。但是这种淬火油在使用过程中发现，采用一般的清洗剂对淬火后的轴承外圈进行清洗时，外圈沟道内有大量的淬火油残留，回火之后轴承外圈表面上有很多印迹，影响产品的外观质量。轴承外圈刚从淬火油中拿出来时，表面是光亮、平滑的，但是进行回火之前必须要对轴承外圈进行清洗，否则回火时会产生大量的油烟，污染环境，同时回火后的轴承外圈表面也不光滑，因为残留的淬火油在回火时发生碳化、氧化，影响轴承的表面质量。由于这种自发黑的淬火油是申请人首次研发提出的，现有技术中关于自发黑淬火油的研究报道非常少，申请人在研究的初始采用普通的清洗剂对轴承外圈进行清洗，发现现有的这些清洗剂不是清洁力不够，无法完全清除轴承外圈沟道内的残留淬火油；就是清洁力太强，将轴承外圈表面的发黑膜清洗破裂，造成轴承外圈出现花斑现象。虽然清洗剂的配方比较常见，也非常多，无非就是表面活性剂、乳化剂、盐类的复配，但是针对特定的污染物，提供一种合适配方的清洗剂也是非常不容易的，因为表面活性剂、乳化剂的种类有很多种，并非任意的复配都能很好的清除污染物。本发明也是经过无数的尝试，偶然发现以月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠复配的清洗剂对轴承钢特定的自发黑淬火油清洗效果非常好。
本实施例中清洗剂在使用时要进行稀释，一般按照1:100的比例进行稀释，而且最好在淬火后工件表面温度降至50℃左右进行喷淋效果最好。
实施例2
一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其组成成份及质量份数为：表面活性剂15份，润湿剂5份，油脂乳化剂4份，缓蚀剂3份，消泡剂1.5份，水25份；其中，表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为5：1；润湿剂为壬基酚聚氧乙烯醚；油脂乳化剂为对辛基苯酚聚氧乙烯醚；缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐与邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯的混合物，混合质量比例为6：1；消泡剂为正十六醇。
上述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将消泡剂和水按比例混合均匀，然后加热至35℃左右；
(2)然后依次加入表面活性剂、润湿剂、油脂乳化剂和缓蚀剂混合均匀；
(3)用碳酸盐调节pH至8.0左右，冷却至室温，分装。
本实施例中清洗剂在使用时要进行稀释，一般按照1:100的比例进行稀释，而且最好在淬火后工件表面温度降至50℃左右进行喷淋效果最好。
本发明中的清洗剂对轴承钢淬火后自发黑的淬火油的清洗效果非常好，特别是采用网带炉热处理设备对轴承外圈淬火之后，采用交叉喷淋清洗的情况下，能够将轴承外圈沟道内的淬火油污清洗干净，同时不会使轴承外圈的表面出现残留或花斑。
实施例3
一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其组成成份及质量份数为：表面活性剂12份，润湿剂4份，油脂乳化剂5份，缓蚀剂2.5份，消泡剂1份，水35份；其中，表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为4：1；润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚1:1的混合物；油脂乳化剂为十二烷基二甲基胺乙内酯；缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐与邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯的混合物，混合质量比例为8：1；消泡剂为正十六醇。
上述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将消泡剂和水按比例混合均匀，然后加热至35℃左右；
(2)然后依次加入表面活性剂、润湿剂、油脂乳化剂和缓蚀剂混合均匀；
(3)用碳酸盐调节pH至7.5左右，冷却至室温，分装。
本实施例中清洗剂在使用时要进行稀释，一般按照1:100的比例进行稀释，而且最好在淬火后工件表面温度降至50℃左右进行喷淋效果最好。
本发明中的清洗剂对轴承钢淬火后自发黑的淬火油的清洗效果非常好，特别是采用网带炉热处理设备对轴承外圈淬火之后，采用交叉喷淋清洗的情况下，能够将轴承外圈沟道内的淬火油污清洗干净，同时不会使轴承外圈的表面出现残留或花斑。
实施例4
本发明的淬火液与多效酶清洗液进行复配使用效果更好，多效酶清洗液与清洗剂现配现用，复配使用时温度控制在25-40℃之间，25-35℃时清洗效果最好，清洗时清洗液的流速不宜太快(最好控制在1-2L/min)，以保证多效酶的充分作用，还可以减少废水的产生。具体的配方如下：表面活性剂9-15份，润湿剂4-6份，油脂乳化剂3-5份，缓蚀剂2-3份，消泡剂1-2份，水25-35份；多效酶清洗液1-2份，多效酶清洗液中包括蛋白酶、脂肪酶、甘露聚糖酶和溶菌酶。其中，表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为(3-5)：1；润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚中一种或两者的任意比例混合；油脂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或对辛基苯酚聚氧乙烯醚或十二烷基二甲基胺乙内酯中的一种；缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐，或酰胺基胺基磺酸盐与邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯的混合物，混合质量比例为(6-8)：1；消泡剂为正十六醇。
本发明中的清洗剂对轴承钢淬火后自发黑的淬火油的清洗效果非常好，特别是采用网带炉热处理设备对轴承外圈淬火之后，采用交叉喷淋清洗的情况下，能够将轴承外圈沟道内的淬火油污清洗干净，同时不会使轴承外圈的表面出现残留或花斑。而且复配使用的情况下，可以减少清洗剂的喷淋量。

Claims (10)

1.一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：其组成成份及质量份数为：表面活性剂9-15份，润湿剂4-6份，油脂乳化剂3-5份，缓蚀剂2-3份，消泡剂1-2份，水25-35份。
2.根据权利要求1所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：所述的表面活性剂由月桂基羟乙基羟丙基咪唑啉磺酸盐和十六烷基磺酸钠混合组成，两者的质量比为(3-5)：1。
3.根据权利要求1或2所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚中一种或两者的任意比例混合。
4.根据权利要求3所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：所述的油脂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或对辛基苯酚聚氧乙烯醚或十二烷基二甲基胺乙内酯中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：所述的缓蚀剂为酰胺基胺基磺酸盐，或酰胺基胺基磺酸盐与邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯的混合物，混合质量比例为(6-8)：1。
6.根据权利要求1或2所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：所述的消泡剂为正十六醇。
7.根据权利要求1所述的一种轴承外圈类淬火油专用清洗剂，其特征在于：还包括1-2份的多效酶清洗液，所述的多效酶清洗液中包括蛋白酶、脂肪酶、甘露聚糖酶和溶菌酶。
8.权利要求1-7中任意一项所述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将消泡剂和水按比例混合均匀，然后加热至30～35℃；
(2)然后依次加入表面活性剂、润湿剂、油脂乳化剂和缓蚀剂混合均匀；
(3)冷却至室温，分装。
9.根据权利要求8所述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，其特征在于：所述的轴承外圈类淬火油的组成成份及各组分质量份数为：精制基础油15-20份，催冷复剂0.3-0.5份，发黑复剂0.1-0.3份，光亮剂0.2-0.5份，表面活性剂1-2份。
10.根据权利要求9所述的轴承外圈类淬火油专用清洗剂的制备方法，其特征在于：所述的精制基础油的运动粘度28-42mm2/s，倾点≤-9℃，酸值≤0.02mgKOH/g；所述的催冷复剂为聚异丁烯与三元乙丙的混合物，其中聚异丁烯与三元乙丙的质量比为2:1；所述的发黑复剂为丙烯酸酯、染色剂与润湿剂的混合物，其中丙烯酸酯、染色剂与润湿剂的质量比为1:2:1；所述的光亮剂为石油磺酸盐与二元酸混合物，其中石油磺酸盐与二元酸的质量比1:2；所述的表面活性剂为油性酚醛树脂。
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