CN109022713B - 抗乳化型淬火油组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗乳化型超速淬火油组合物及其用途，主要涉及一种油水分离性好，冷却性能优异的超速淬火油。提高现有技术中超速淬火油抗乳化性能，增强油水分离性能，以解决现有技术中超速淬火油在淬火工件清洗过程中发生乳化。本发明组合物以重量份数计包括以下组分：a)0.5～10份的催冷剂；b)0.1～3份的抗氧剂；c)0.05～1份的光亮剂；d)75～95份的基础油。可用于对乳化性能要求较高的汽车紧固件、齿轮、轴承、无缝钢管等厚大截面及低淬透性的工件淬火。

Description

抗乳化型淬火油组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种抗乳化型超速淬火油组合物及其用途。
背景技术
淬火是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度,保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。淬火是机械制造加工中的重要环节，淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以提高零件的使用性能。淬火介质是金属零件进行热处理时的冷却介质，包括空气、水、淬火油及水基淬火液等。其中，淬火油目前用量最大，广泛应用于汽车、工模具、轴承、紧固件、风电及家用电器等行业。
近年来，随着新型热处理设备的出现、热处理工艺的提高，以及汽车、机械等行业加工的零件种类增多，许多零件用一般快速淬火油淬火会达不到工件要求的硬度和金相，而改用水基淬火介质又容易出现变形量大或淬裂等情况。因此，企业对影响零件硬度、金相、变形量的淬火油冷却性能的要求也越来越高，故超速淬火油在市场的应用越来越广泛。
超速淬火油的主要特点有黏度较低，高中温区冷速较快，低温区冷速较慢，适用于汽车零部件、建筑机械、轴承等行业大中截面及低淬透性材质的合金钢及小尺寸碳钢和齿轮、轴承、无缝钢管等。现在的超速淬火油虽然能够满足客户硬度及金相组织要求，但是随着环保要求越来越严格，淬火油造成的废液及废气等环保问题日益突出，对油水分离性能优异的超速淬火油的需要越来越多。
热处理工艺主要包括上料称重，清洗脱磷，加热保温，淬火，清洗，回火，出料称重，检查等。而在工件淬火后的清洗步骤，由于目前的超速淬火油油水分离效果不好，清洗槽中残余的淬火油会发生乳化现象，造成废液产生。另外工件清洗后部分淬火油还会残余在工件表面，在后序的回火工艺中会经过加热，产生大量的油烟，产生废气，造成环保问题。本发明的抗乳化型超速淬火油一方面要保证优异的冷却性能，另一方面需要淬火油具有较好的油水分离性能。文献CN103981340B公开了一种便于回收利用的高速淬火油组合物及其制备方法，该组合物包括以下重量百分比的组分：精制石蜡基矿物油80-98％、苯乙烯丙烯共聚物1-10％、屏蔽双酚0.1-5％、胺基硫代甲酸甲酯0.01-3％、烷基噻二唑0.001-5％、烷撑聚醚0.001-5％。该发明的组合物具有冷速高，冷却性能特别稳定，油泥、积碳生成倾向小的特点；采用该淬火油淬火后，工件表面硬度高且均匀，淬硬层深，变形量小，金相组织及机械性能好，光亮性好，易清洗；工件带出的油，可用水喷淋冲洗回收，油水易于分离，分离出来的油便于回收再利用，分离出来的水清澈，提供回收油的最大等级的利用，变废为宝，同时解决排放污染的问题，该组合物性能稳定，使得其在长期的使用过程中，仍具有良好的油水分离性能。文献CN102392110A公开了一种新型超速光亮淬火油组合物及其制备方法，该组合物重量百分比为：催冷剂烯烃聚合物1-3％，胺类催冷剂0.3-1.0％，光亮剂咪唑啉油酸盐0.3-1.0％，甲基萜烯树脂0.5-1.0％，酚类抗氧剂0.5-1.0％，工业助剂0.3-1.0％，基础油加至100％。该超速光亮淬火油具有优良的冷却性能、氧化安定性和光亮性，适用于小中尺寸的碳素工具钢的淬火。
现有技术中超速淬火油没有考虑环保问题，油水分离性能较差，清洗过程中会发生乳化现象问题。同时有些具有一定抗乳化性能的超速淬火油冷却性能还不够优异，这跟所选取的添加剂种类以及添加剂与基础油的配伍性有很大关系。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中超速淬火油油水分离性能较差，清洗过程中会发生乳化现象问题，提供一种新的抗乳化型超速淬火油组合物。该组合物具有优良的冷却性能，良好的油水分离性能，既可使零件获得足够的硬度和硬化层深度，又能解决清洗过程中会发生乳化现象的问题；具有适宜的黏度，能减少工件带出量，节约生产成本。
本发明提供一种抗乳化型超速淬火油组合物。所述组合物以重量份数计包括以下组分：
a)0.5～10份的催冷剂；
b)0.1～3份的抗氧剂；
c)0.05～1份的光亮剂；
d)75～95份的基础油；
所述催冷剂选自高分子石油树脂、单烯基丁二酰亚胺、乙烯-丙烯无规共聚物、石油磺酸钠、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；
所述抗氧剂是胺类抗氧剂和酚类抗氧剂的混合物；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；所述酚类抗氧剂选自屏蔽酚或液体高分子酚酯中的至少一种；
所述光亮剂选自咪唑啉油酸盐、油酸酰胺或甲基萜烯树脂中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，以重量份数计，催冷剂的用量为2～8份，抗氧剂的用量为0.2～2份，光亮剂的用量为0.05-1份，基础油的用量为85～95份。
上述技术方案中，所述抗氧剂中，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，所述基础油选自40℃下的运动黏度不大于17mm2·s-1的矿物型基础油或合成型基础油中的至少一种。
本发明还提供一种所述的抗乳化型超速淬火油组合物用于汽车紧固件淬火加工的用途。
本发明抗乳化型超速淬火油组合物的制备方法如下：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55～65℃时，依次加入所需量的催冷剂、抗氧剂、光亮剂，在55～65℃继续保温搅拌2～10小时即得到黑色均匀液体。
本发明的抗乳化型超速淬火油组合物由于充分利用了催冷剂、抗氧剂、光亮剂和基础油等的协同作用，特别是优选抗乳化型的石油树脂类催冷剂，提高了淬火油的油水分离性能，利用了两类抗氧剂复配使用的协同抗氧性，提高了热氧化安定性能。该淬火油组合物油水分离性能优异，能够解决清洗过程中发生的乳化现象的问题。该淬火油组合物黏度较小，冷却性能优异，高温区的冷速较大，保证快而均匀的冷却速度，从而有利于工件淬火后的硬度及淬硬层深；低温区的冷却速度较低，保证对流阶段冷却速度均匀、缓慢，既保证工件表面硬度合格，又有利于减小工件淬火弯曲变形，使得淬火变形量微小。
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小时即得到黑色均匀液体。抗乳化型超速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。
通过采用ISO 9950的测试方法，利用IVF quenchotest冷却性能测试仪，测定各个淬火油组合物的冷却性能。
【对比例1】
根据文献CN102212662A公开的方法，在调合釜中依次加入10号机械油80份，均匀搅拌升温至80℃，加入催冷剂(2402酚醛树脂及聚丁烯按重量比3:1)10份，溶解完全，降温至60℃，依次加入抗氧剂烷基化二苯胺(T534)2份，阴离子表面活性剂石油磺酸钠3份，加热搅拌即得到该特快速淬火油。
由表2可知，本发明所提供的【实施例1～5】冷却性能和油水分离性能等综合性能比【对比例1】都要好。
表1
Figure BDA0001823087680000041
【比较例1】
与【实施例1～5】组成相比，基础油没有选择优质加氢基础油，抗氧剂只采用胺类抗氧剂，考察其油水分离性能和冷却性能等理化指标，结果见表2。由表2可见，【比较例1】的冷却性能不及【实施例1～5】，这将有可能导致淬火后工件硬度和淬硬层深达不到要求，且油水分离性能远不及【实施例1～5】，这有可能造成清洗过程中会发生乳化现象。
本发明【实施例1】抗乳化型超速淬火油用于浙江某厂汽车紧固件淬火，淬火后零件硬度、层深、变形量等检测指标均满足厂方要求，且工件在淬火后清洗时清洗油槽中乳化现象明显减少，回火过程中的油烟量也大幅减小，客户环保问题得以解决。
表2
Figure BDA0001823087680000051

Claims (7)

1.一种抗乳化型超速淬火油组合物，以重量份数计由以下组分组成：
a)0.5～10份的催冷剂；
b)0.1～3份的抗氧剂；
c)0.05～1份的光亮剂；
d)75～95份的基础油；
所述催冷剂为高分子石油树脂和烷基磺酸钠盐的混合物；
所述抗氧剂是胺类抗氧剂和酚类抗氧剂的混合物；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；所述酚类抗氧剂选自屏蔽酚或液体高分子酚酯中的至少一种；
所述光亮剂选自咪唑啉油酸盐、油酸酰胺或甲基萜烯树脂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述抗乳化型超速淬火油组合物，其特征在于以重量份数计，催冷剂的用量为2～8份，抗氧剂的用量为0.2～2份，光亮剂的用量为0.05～1份，基础油的用量为85～95份。
3.根据权利要求1所述抗乳化型超速淬火油组合物，其特征在于所述抗氧剂中，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所述抗乳化型超速淬火油组合物，其特征在于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所述抗乳化型超速淬火油组合物，其特征在于所述基础油选自40℃下的运动黏度不大于17mm2·s-1的矿物型基础油或合成型基础油中的至少一种。
6.权利要求1～5任一所述的抗乳化型超速淬火油组合物用于在清洗时对油水分离性能要求较高的工件淬火加工。
7.权利要求1～5任一所述的抗乳化型超速淬火油组合物用于汽车紧固件淬火加工。
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