CN108754094A - 一种低碳合金钢水溶性淬火介质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳合金钢水溶性淬火介质及其制备方法,涉及淬火介质领域,该淬火介质包括以下原料:聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯、多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁、木质素、苦参总碱、叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂、防腐剂、RO水。其制备方法是通过对原料的混溶制得的。本发明的淬火介质制备简单方便,绿色环保,淬透性优良,可改善淬火件的表面性能。
Description
技术领域
本发明涉及淬火介质领域,具体涉及一种低碳合金钢水溶性淬火介质及其制备方法。
背景技术
淬火是使金属材料获得所属性能的一个重要手段,而淬火介质则是获得高的淬火质量的关键因素之一。现有技术中的矿物油淬火剂及水溶性有机淬火剂存在淬透性能不良的现象,无法改善金属工件的组织结构,甚至存在淬裂的恶劣情况发生。
公开号为CN107779570A的专利申请,公开了一种淬火介质,其组成原料的重量百分比为:皂化剂1.2-2.9%、氢氧化钠8.5-10.8%、防腐剂1.8-2.2%、缓蚀剂2.5-3.6%、进口淬火助剂0.75-8.3%、消泡剂适量、余量为水。该种淬火介质具有良好的冷却特性,且不腐蚀工件。但其未有结合数据说明,也未阐明导线的其它性能指标。
公开号为CN107868864A的专利申请,公开了一种淬火剂,该淬火剂由以下重量份的成分组成:聚醚15-20份,苯甲酸钠1-3份,异丙醇胺0.5-1份,磺酸钙0.2-0.5份,三乙醇胺1-5份,消泡剂0.1-0.3份,水10-20份。该淬火剂在低温条件下能大大降低冷却速度,高温条件下具有足够的冷却速度,淬火效果较好。但同样的其未有结合数据说明,也未阐明导线的其它性能指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低碳合金钢水溶性淬火介质及其制备方法,该种淬火介质制备简单方便,绿色环保,可改善淬火件的表面性能。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:
一种低碳合金钢水溶性淬火介质,包括以下按重量份计的原料:聚醚6-8份、豆蔻酸酯0.8-1.2份、硝酸钾0.3-0.5份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.2-0.3份、聚乙二醇硬脂酸酯1-1.5份、多孔玄武岩粉末4-6份、还原铁粉2-3份、凹土粉3-5份、茅膏菜浆汁1.5-2.5份、木质素0.3-0.5份、苦参总碱0.2-0.3份、叔丁基化芳基磷酸酯0.4-0.6份、甘油酸酯0.3-0.5份、丙二醇2-3份、消泡剂0.3-0.5份、保水剂1-1.5份、防腐剂0.5-0.7份、RO水100-120份。
进一步地,上述淬火介质包括以下按重量份计的原料:聚醚7份、豆蔻酸酯1份、硝酸钾0.4份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.25份、聚乙二醇硬脂酸酯1.25份、多孔玄武岩粉末5份、还原铁粉2.5份、凹土粉4份、茅膏菜浆汁2份、木质素0.4份、苦参总碱0.25份、叔丁基化芳基磷酸酯0.5份、甘油酸酯0.4份、丙二醇2.5份、消泡剂0.4份、保水剂1.25份、防腐剂0.6份、RO水110份。
优选地,上述聚醚采用烷基芳基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚任意两种组合物。
进一步地,上述聚醚为烷基芳基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚按质量比为1:1混制得到的。
优选地,上述多孔玄武岩粉末的比表面积为1.5×104m2/g,孔隙率为60.5%。
进一步地,上述消泡剂为磷酸三丁酯、聚二甲基硅油按质量比为1:3混制得到的。
优选地,上述保水剂为羧甲基纤维素醚、羧丙基甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚中几种按任意配比的混合物。
进一步地,上述保水剂为羧甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚按质量比为1:2:1混制得到的。
进一步地,上述防腐剂为甲基苯骈三氮唑、三乙醇胺、癸二酸钠按质量比3:2:1混制得到的。
上述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质的制备方法,按照以下步骤进行:
(1)按所述重量份配比称取原料;
(2)经以下阶段混溶:
Ⅰ:取RO水置于搅拌罐中,加入聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯和苦参总碱,在温度为40-46℃条件下搅拌10-15min,得混料A;
Ⅱ:再将多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁和木质素加入到搅拌罐中,与混料A共同在温度为50-54℃条件下搅拌15-25min,得混料B;
Ⅲ:之后将叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂和防腐剂加入到搅拌罐中,与混料B共同在真空度为0.075-0.085MPa、温度为48-52℃条件下搅拌60-70min;所述搅拌转速不低于300r/min。
本发明具有如下的有益效果:本发明的水溶性淬火介质制备简单方便,通过对生产原料的巧妙选用及其制备工艺的创造性改进,原料中鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯、多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁等成份的协同作用,达到了以下效果:
(1)环保性:本发明的淬火剂制备简单方便,原料间相容性能好,生产效率高,成品溶剂稳定性好,易储存,使用过程中,无刺激性有毒有害气体产生,可循环使用,绿色环保安全;
(2)淬透性:本发明的淬火剂淬透性能优良,很好地调和了淬火时的冷却速度,使其能够相比传统的淬火剂或水在高温淬火的时候,冷却速度加快;在低温淬火的时候,冷却速度加慢;降低了低碳合金钢工件的内应力,进而减小淬火件的形变量,使得淬火工件不会出现淬裂等不良情况;
(3)功能性:本发明的淬火剂能够细化改善低碳合金钢工件的金相组织,提高工件表面的硬度、强度、韧性、耐磨性以及耐腐蚀性能;并能够迅速有效地剥离工件表面上的氧化皮,使得淬火件表面具有光亮的色泽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种低碳合金钢水溶性淬火介质,称取以下按重量份计的原料:聚醚6份、豆蔻酸酯0.8份、硝酸钾0.3份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.2份、聚乙二醇硬脂酸酯1份、多孔玄武岩粉末4份、还原铁粉2份、凹土粉3份、茅膏菜浆汁1.5份、木质素0.3份、苦参总碱0.2份、叔丁基化芳基磷酸酯0.4份、甘油酸酯0.3份、丙二醇2份、消泡剂0.3份、保水剂1份、防腐剂0.5份、RO水100份。
上述部分原料的制取及选用如下表1所示;
表1
上述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质的制备方法,按照以下步骤进行:
将上述称取好了的原料经以下阶段混溶:
Ⅰ:取RO水置于搅拌罐中,加入聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯和苦参总碱,在温度为40℃条件下搅拌15min,得混料A;
Ⅱ:再将多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁和木质素加入到搅拌罐中,与混料A共同在温度为50℃条件下搅拌25min,得混料B;
Ⅲ:之后将叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂和防腐剂加入到搅拌罐中,与混料B共同在真空度为0.075MPa、温度为48℃条件下搅拌70min,且拌转速为300r/min。
将制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):60.4;
③缓蚀率(CCT评价):72.1%;
④冲击韧性:大于等于32.5J/cm2;
对比例1
一种淬火介质,其生产原料及制备方法与实施例1相同,但其中部分原料的选用如下表2所示:
表2
将对比例1制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):56;
③缓蚀率(CCT评价):64.3%;
④冲击韧性:大于等于28.5J/cm2;
实施例2
一种低碳合金钢水溶性淬火介质,称取以下按重量份计的原料:聚醚7份、豆蔻酸酯1份、硝酸钾0.4份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.25份、聚乙二醇硬脂酸酯1.25份、多孔玄武岩粉末5份、还原铁粉2.5份、凹土粉4份、茅膏菜浆汁2份、木质素0.4份、苦参总碱0.25份、叔丁基化芳基磷酸酯0.5份、甘油酸酯0.4份、丙二醇2.5份、消泡剂0.4份、保水剂1.25份、防腐剂0.6份、RO水110份。
上述部分原料的制取及选用如下表3所示;
表3
上述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质的制备方法,按照以下步骤进行:
将上述称取好了的原料经以下阶段混溶:
Ⅰ:取RO水置于搅拌罐中,加入聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯和苦参总碱,在温度为43℃条件下搅拌12min,得混料A;
Ⅱ:再将多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁和木质素加入到搅拌罐中,与混料A共同在温度为52℃条件下搅拌20min,得混料B;
Ⅲ:之后将叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂和防腐剂加入到搅拌罐中,与混料B共同在真空度为0.08MPa、温度为50℃条件下搅拌65min,且拌转速为350r/min。
将制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):60.5;
③缓蚀率(CCT评价):72.3%;
④冲击韧性:大于等于32.1J/cm2;
对比例2
一种淬火介质,其生产原料及制备方法与实施例2相同,但其中部分原料的选用如下表4所示:
表4
将对比例2制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):55.8;
③缓蚀率(CCT评价):64.1%;
④冲击韧性:大于等于28.5J/cm2;
实施例3
一种低碳合金钢水溶性淬火介质,称取以下按重量份计的原料:聚醚8份、豆蔻酸酯1.2份、硝酸钾0.5份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.3份、聚乙二醇硬脂酸酯1.5份、多孔玄武岩粉末6份、还原铁粉3份、凹土粉5份、茅膏菜浆汁2.5份、木质素0.5份、苦参总碱0.3份、叔丁基化芳基磷酸酯0.6份、甘油酸酯0.5份、丙二醇3份、消泡剂0.5份、保水剂1.5份、防腐剂0.7份、RO水120份。
上述部分原料的制取及选用如下表5所示;
表5
上述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质的制备方法,按照以下步骤进行:
将上述称取好了的原料经以下阶段混溶:
Ⅰ:取RO水置于搅拌罐中,加入聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯和苦参总碱,在温度为46℃条件下搅拌10min,得混料A;
Ⅱ:再将多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁和木质素加入到搅拌罐中,与混料A共同在温度为54℃条件下搅拌15min,得混料B;
Ⅲ:之后将叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂和防腐剂加入到搅拌罐中,与混料B共同在真空度为0.085MPa、温度为52℃条件下搅拌60min,且拌转速为300r/min。
将制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):60.7;
③缓蚀率(CCT评价):72.0%;
④冲击韧性:大于等于32.5J/cm2;
对比例3
一种淬火介质,其生产原料及制备方法与实施例3相同,但其中部分原料的选用如下表6所示:
表6
将对比例3制得的淬火介质试验于S355低碳合金钢的淬火工序上,结果如下:
①淬裂情况:无;
②淬火后硬度平均值(HRC):56;
③缓蚀率(CCT评价):64.5%;
④冲击韧性:大于等于29J/cm2。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,包括以下按重量份计的原料:聚醚6-8份、豆蔻酸酯0.8-1.2份、硝酸钾0.3-0.5份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.2-0.3份、聚乙二醇硬脂酸酯1-1.5份、多孔玄武岩粉末4-6份、还原铁粉2-3份、凹土粉3-5份、茅膏菜浆汁1.5-2.5份、木质素0.3-0.5份、苦参总碱0.2-0.3份、叔丁基化芳基磷酸酯0.4-0.6份、甘油酸酯0.3-0.5份、丙二醇2-3份、消泡剂0.3-0.5份、保水剂1-1.5份、防腐剂0.5-0.7份、RO水100-120份。
2.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,包括以下按重量份计的原料:聚醚7份、豆蔻酸酯1份、硝酸钾0.4份、鲸蜡硬脂基葡糖苷0.25份、聚乙二醇硬脂酸酯1.25份、多孔玄武岩粉末5份、还原铁粉2.5份、凹土粉4份、茅膏菜浆汁2份、木质素0.4份、苦参总碱0.25份、叔丁基化芳基磷酸酯0.5份、甘油酸酯0.4份、丙二醇2.5份、消泡剂0.4份、保水剂1.25份、防腐剂0.6份、RO水110份。
3.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述聚醚为烷基芳基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚任意两种组合物。
4.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述聚醚为烷基芳基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚按质量比为1:1混制得到的。
5.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述多孔玄武岩粉末的比表面积为1.5×104m2/g,孔隙率为60.5%。
6.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚二甲基硅油按质量比为1:3混制得到的。
7.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述保水剂为羧甲基纤维素醚、羧丙基甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚中几种按任意配比的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述保水剂为羧甲基纤维素醚、淀粉醚、羟乙基纤维素醚按质量比为1:2:1混制得到的。
9.根据权利要求1所述的一种低碳合金钢水溶性淬火介质,其特征在于,所述防腐剂为甲基苯骈三氮唑、三乙醇胺、癸二酸钠按质量比3:2:1混制得到的。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的低碳合金钢水溶性淬火介质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按所述重量份配比称取原料;
(2)经以下阶段混溶:
Ⅰ:取RO水,加入聚醚、豆蔻酸酯、硝酸钾、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚乙二醇硬脂酸酯和苦参总碱,在温度为40-46℃条件下搅拌10-15min,得混料A;
Ⅱ:再将多孔玄武岩粉末、还原铁粉、凹土粉、茅膏菜浆汁和木质素加入到混料A中共同在温度为50-54℃条件下搅拌15-25min,得混料B;
Ⅲ:之后将叔丁基化芳基磷酸酯、甘油酸酯、丙二醇、消泡剂、保水剂和防腐剂加入混料B中共同在真空度为0.075-0.085MPa、温度为48-52℃条件下搅拌60-70min;所述搅拌转速不低于300r/min。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20181106 |