CN109371209B

CN109371209B - 一种板簧淬火油及其制造方法

Info

Publication number: CN109371209B
Application number: CN201811638030.XA
Authority: CN
Inventors: 刘进; 刘凌; 郑景亮; 郑益; 李海岩; 史传喜
Original assignee: Maanshan Jinquan Industrial Medium Technology Co ltd
Current assignee: Maanshan Jinquan Industrial Medium Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CN109371209A

Abstract

本发明公开了一种板簧淬火油及其制造方法，属于金属热处理与表面处理技术领域。该淬火油的组成成分及各组分质量份数为：精制基础油25～37份，催冷剂2～4份，抗氧化剂0.02～0.03份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.3～0.5份。本发明提供一种板簧淬火油及其制造方法，能够结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性，并有效地控制工件形变。

Description

一种板簧淬火油及其制造方法

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，更具体地说，涉及一种板簧淬火油及其制造方法。

背景技术

悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架(车身)与车轴(车轮)弹性的连接起来，用来传递作用在车架和车轴之间的一切力和力矩，缓和汽车行驶过程中带给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动。而使悬架具有上述功能的关键，是其弹性元件，弹性元件主要有钢板弹簧(以下简称板簧)、螺旋弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧以及油气弹簧等。其中，板簧是承受冲击载荷的主要部件，除此之外，板簧还要承受车厢及载物的重量(静载荷)。并且，板簧可以同时起到缓冲、减震、支撑、传力以及导向的作用。因此，在一定程度上，可以说板簧的质量和性能直接影响着汽车的整体质量与性能。

由于，汽车板簧是承受载荷的主要部件，工作环境相对恶劣，并且，在其长期的服役过程中，会不断且反复的受到在外界交变载荷的循环冲击，且动作频率相当高。因此，很容易产生永久性塑性变形以及疲劳断裂的风险。除此之外，汽车板簧多是由单片叠加而成的，当载荷冲击时会形成伸展运动，各片之间产生强烈摩擦，造成挤压拉伸，两个摩擦表面又产生两个不同方向的运动摩擦力，造成钢板弹簧温度升度，出现表面拉伤，呈现出细小的烈纹，在载荷冲击频率增大的同时，伸展运动所产生的摩擦运动力也在增大，在应力集中点达到疲劳极限后，也会造成单片或整垛断裂。所以，除了设计、安装、润滑以及使用等因素外，最主要的是，板簧的材料应该具有高弹性极限和屈强比、良好的强韧性配合以及高的疲劳抗力，板簧的材料的性质，从根本上决定了板簧的使用寿命。

板簧材料的性质是板簧性能的根本，其主要取决于所选钢材的性质以及板簧本身的热处理质量。而板簧热处理质量与板簧热处理工艺密切相关，板簧热处理过程比较复杂，包括锻造→切削→加热预处理→淬火→回火等众多步骤。其中，淬火是板簧热处理工艺中最重要的环节，如果处理不当容易产生淬火组织不均匀，淬火裂纹等问题，降低板簧的成品率。比如申请人于申请日为2014.12.16提出的，申请号为201410783888.0的中国发明专利，公开了一种淬火油的制备方法，该淬火油的组成成分包括精制基础油17～19份，催冷复剂0.2～0.6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。该淬火油具有分散性好、稳定性好和热传递性好等优点。

在淬火过程中，淬火介质是板簧淬火效果的重要因素。在传统的板簧淬火工艺中，板簧加热保温后，从炉中转出，由人工操作夹起，放在设计好的夹具上挤压成型，然后连同夹具一起浸入淬火油中进行淬火，由于夹具的保护固定作用，不用考虑淬火介质对板簧的所引起的形变，只需考虑淬火介质的冷却速度对淬火硬度的影响。此处需要说明的是，在实际生产过程中，板簧各单片的曲率、包括长度、宽度、厚度等在内的外形参数以及板簧最后的总成弧高，都是提前设计好的，在淬火过程中可以利用定制的夹具来保证板簧的形变不超出可接受范围。但是在本申请人所应用的最新的板簧淬火工艺中，板簧加热保温后，夹起转出，放在夹具上进行挤压成型，然后将成型板簧去除夹具，放到升降平台上，直接浸入淬火油进行淬火，此时，板簧淬火过程中失去了夹具的保护，淬火介质的冷却能力将直接影响板簧的形变以及性能，因此，新型板簧淬火工艺在注重淬火介质的冷却速度的同时，还要考虑淬火介质对板簧淬火的变形要求。此时便对淬火介质的淬火性能提出了极高的要求，经申请人实践，普通的淬火油远远无法满足生产需求。

实践证明，淬火介质的淬火烈度对工件热处理后的变形及开裂具有直接影响，是导致金属工件变形的重要因素之一，淬火介质的冷却能力越强的介质冷却后工件变形的倾向越大。并且，就板簧而言，属于大截面工件，淬火加热时，加热时的应力和组织应力增大，越容易引起开裂。但是不同材质的板簧(目前汽车板簧常用的钢材主要为包括60Si₂Mn在内的Si-Mn系以及包括50CrVA在内的Cr-V系)，其淬透性以及临界淬透厚度又有极大的差别，若淬火过程中，为了降低淬火后形变发生的可能性，一味的选择冷却速度低的淬火介质，又会因为冷却强度不足和转移时间过长，导致板簧的表面和中心硬度以及中心组织都达不到规定要求从而使板簧的承载能力和疲劳寿命降低。

因此，针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，考虑不同材质的板簧所具有的淬透性以及临界淬透厚度，对淬火介质进行相应的针对性调整，使其具有合适的冷却能力，进而将淬火后的板簧的形变控制在一定范围内，极其重要。

发明内容

1.要解决的问题

针对上述申请人所采用的新的板簧淬火工艺，现有技术中的淬火介质无法调和簧淬火后的形变、开裂与淬透层不够伸入的问题，本发明提供一种板簧淬火油及其制造方法，能够结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性。

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：

一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油25～37份，催冷剂2～4份，抗氧化剂0.02～0.03份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.3～0.5份；所述的催冷剂为聚异丁烯和多元醇酯的混合物。

优选地，所述的一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数优选为：精制基础油30份，催冷剂4份，抗氧化剂0.03份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.3份；

优选地，所述的聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比为1:(1～4)。

优选地，所述的精制基础油的运动粘度为13～24mm²/s，酸值≤0.8mgKOH/g。

优选地，所述的抗氧化剂为烷基化二苯胺和2.6－二叔丁基对甲酚的混合物，质量比为1:1；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；所述的表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠。

优选地，将其应用为板簧材质为60Si₂Mn钢，所述单个板簧片的厚度为9～15mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:(1～3)；单个板簧片的厚度为9～12mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:(2～3)；单个板簧片的厚度为13～15mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:1。

优选地，将其应用为板簧材质为50CrVA钢，所述单个板簧片的厚度为9～20mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:(2～4)；单个板簧片的厚度为9～16mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:(3～4)；单个板簧片的厚度为17～20mm时，聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比优选为1:2。

优选地，所述淬火油的最佳使用温度为40～80℃，淬火油最大冷却速度在105～115℃/s之间，运动粘度为14～25mm²/s。

上述一种板簧淬火油的制造方法，其制备步骤为：

(1)按比例称取10～20份精制基础油，在30～45℃条件下，分别将1～3份催冷剂、0.15～0.4份表面活性剂和0.01～0.02份抗氧化剂加入其中搅拌均匀，得到淬火油A液；

(2)按比例称取余下份数的精制基础油，在30～45℃条件下，加入光亮剂搅拌均匀，得到淬火油B液；

(3)将淬火油A液加热至38～55℃，边搅拌边将淬火油B液滴加入淬火油A液中，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；

(4)搅拌1.5～2.5h后冷却至室温静置0.5～2h，得到所述的新型淬火油。

优选地，步骤(1)、(2)中的搅拌速度为180～230rpm；步骤(3)中的搅拌速度为150～200rpm。

优选地，步骤(3)中淬火油B液的滴加速度为0.10～0.15份/min。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种板簧淬火油及其制造方法，可以根据所选板簧材质的淬透性及其临界淬透厚度，通过调整催冷剂中聚异丁烯与多元醇酯的质量比，来调整淬火油的冷却能力，来实现冷却速度的精准化控制；既充分的利用了聚异丁烯绝佳的催冷效果(聚异丁烯催冷效果极好，可以在添加量极少的情况下，给淬火油带来较大的冷却速度提升)，又通过多元醇酯的加入实现了，催冷能力的人为调控(多元醇酯对淬火油冷却速度的改变能力相对较小)；

本发明的淬火油配方是针对新型的板簧淬火工艺中存在的，冷却速度过快，工件易形变开裂，冷却速度过慢，工件淬透层不够伸入的问题，所作出的淬火油配方，结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性。

(2)在现有技术的淬火过程中，通常要对淬火介质进行搅拌或通过循环泵，以实现对淬火介质的循环冷却，降低淬火介质的温度不均匀对工件变形的影响；本发明所提供的一种板簧淬火油，创造性的在催冷剂材料中加入多元醇酯：

①进而有效的提高了淬火油的导热系数，能够最大限度的保证淬火油在淬火过程温度的均匀性，以降低工件淬火过程中的不利因素影响；

②能够延长淬火油的使用寿命，减缓老化的发生，保持淬火油在长期使用过程中的冷却性能、抗氧化安定性以及安全性，满足了工件淬火质量的要求，并显著延长了淬火油的使用寿命；该淬火油适合长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用；减少了后期，淬火油的投入成本；

③淬火油在长期使用的过程中，催冷剂会逐渐失效，造成淬火油的冷却特性发生较大的偏移或降低，因此，需要频繁的利用添加剂进行补救，但是，在改造老化与变质的淬火油的过程中，添加剂是否能够改善冷却特性以及改善的程度，都有很复杂的规律，往往达不到理想效果，有时会进一步损害淬火油的冷却性能；

④本发明提供的新型淬火油，通过创造性的选用聚异丁烯与多元醇酯的混合物作为催冷剂，在保证有效解决上述问题的基础上，又能够不影响淬火油的冷却速度；原因可能是合成酯类产品在保证催冷效果的同时，提高了淬火油的粘温特性，使其在使用过程中，粘度变化受外在因素的影响小，并提高了淬火油的抗氧化性能，使自身使用寿命延长。

(3)值得说明的是，现有技术普遍认为所选用的催冷剂分子量越高，热氧化安定性就会越差，因此，传统的淬火油主要选用聚异丁烯或石油树脂类等低粘度的高分子聚合物作为淬火油的催冷剂，本发明提供的一种板簧淬火油及其制造方法，创造性加入具有高粘度的合成酯类，尤其是多元醇酯作为催冷剂，并未对淬火油的冷却速度造成不利影响，原因如下：

①相对于精制基础油，合成酯添加量很少，因此，淬火油的粘度绝大程度上取决于精制基础油的粘度大小，合成酯的添加对淬火油粘度的影响几乎可以忽略；

②合成酯类产品具有极高的导热系数，虽然添加量少，但是却提高了淬火油的导热性，在淬火过程能够利用淬火油之间的热传导，提高了使用容器内淬火油温度的均匀性，以降低工件淬火过程中，可以有效的防止工件的变形，以及因淬火介质温度不均匀所造成的不利因素影响。可将形变导致的工件报废率控制在0.5％以下；

③淬火油使用过程中的挂件损失不仅仅与淬火油的粘度有关系，在很大程度上决定于所进行淬火的工件表面的光滑度，本发明所提供的淬火油，为板簧专用，板簧表面光滑度较高，所以，淬火油使用过程中的耗损量小。

(4)本发明所提供的一种板簧淬火油及其制造方法，不但提高了淬火油的使用寿命，在长期的使用过程中，更能够大大减少淬火油在热氧化条件下因氧化、脱水、热分解及聚合等反应引起的，淬火油酸值、残碳、比重、粘度、色相，光亮性能以及冷却性能的变化；可能的原因如下：

①除了精制基础油，在众多添加剂中，催冷剂的份数最多，因此催冷剂的性质好坏及其在淬火油中的功效，绝大程度上是决定淬火油质量的关键因素，本发明创造性的使用合成酯类作为催冷剂，充分发挥了其自身优势，并与抗氧化剂相协调作用，极大的提高了淬火油的热稳定性；

②本发明所提供的新型淬火油，添加剂相对较少，并且极大的减少了硫、氮元素的含量以及淬火油中不稳定化合物的含量，减少了残炭的产生量。

(5)本发明所提供的一种板簧淬火油及其制造方法，能够在淬火金属表面形成厚度均匀一致的保护膜，具有良好的附着力和抗水、抗油性能，经实验证明，本淬火油的最佳使用温度在60～140℃之间，在此温度范围内，淬火油的流动性好，且流体粘度相对更加稳定。

(6)本发明提供的板簧淬火油的制备方法工序少，简单，高效，易操作。

附图术说明

图1为实施例1中板簧淬火油新油的冷却特性曲线；

图2为实施例1中板簧淬火油使用半年后的冷却特性曲线；

图中：1、冷却速度曲线；2、冷却时间曲线。

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

本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数包括：精制基础油30份，催冷剂4份，抗氧化剂0.03份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.3份；所述的精制基础油的运动粘度为13～24mm²/s，酸值≤0.8mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和多元醇酯的混合物，混合质量比为1:3；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CAS No.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法如下：

(1)按比例称取18份精制基础油，在40℃条件下，分别将4份催冷剂、0.2份表面活性剂和0.02份抗氧化剂加入其中搅拌(搅拌速度为220rpm)均匀，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℃，加入0.5份光亮剂搅拌(搅拌速度为220rpm)均匀，得到淬火油B液；

(3)将淬火油A液加热至50℃，边搅拌(搅拌速度为180rpm)边将淬火油B液滴加(滴加速度为0.12份/min)入淬火油A液中，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；

(4)搅拌2h后冷却至室温静置1h，得到所述的新型淬火油。

本实施例中的板簧淬火油及其制备方法，是针对新型的板簧淬火工艺中存在的，冷却速度过快，工件易形变开裂，冷却速度过慢，工件淬透层不够伸入的问题，所作出的淬火油配方，能够有效的板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性。本实施例中

所述淬火油的最佳使用温度为40～80℃，运动粘度为20～25mm²/s。如图1所示，曲线1为冷却速度曲线，曲线2为冷却时间曲线，测试温度从850℃开始。本发明提供的板簧淬火油在400℃以上的高温区，最大冷却速度V_max为110.2℃/s，此时对应的冷却温度TV_max为606.43℃，说明相较于普通淬火油(一般低于最大冷却速度V_max为110.2℃/s)本实施例中的板簧淬火油在高温阶段具有较高的冷却速度，更有利于淬火过程中，使工件的晶粒细小，提高工件性能，有效的提高工件的淬透厚度。当冷却到300℃时的冷却速度为8.83℃/s，且从850℃冷却到600℃的时间仅为6.51s、冷却到400℃的时间为9.15s、冷却到200℃的时间为36.63s，可见本实施例中的板簧淬火油400℃以下的低温阶段冷却速度变慢，冷却时间变长，因此，可以有效的减小工件的内应力，防止工件开裂。

在研究过程中发现单独依靠添加以往的传统催冷剂(聚异丁烯、三元乙丙以及二烷基萘等)，或其混合物，仍然无法达到调整淬火油冷却速度的目的。而将聚异丁烯与多元醇酯的混合物作为催冷剂，应用于淬火油领域是发明人的一种大胆尝试，通过调整催冷剂中聚异丁烯与多元醇酯的质量比，来调整淬火油的冷却能力，来实现冷却速度的精准化控制；既充分的利用了聚异丁烯绝佳的催冷效果，又通过多元醇酯的加入实现了，催冷能力的人为调控；

连续使用半年后，再次对其做冷却性能进行了测试，具体如图2所示，测试温度仍从850℃开始，此时，淬火油在400℃以上的高温区，最大冷却速度V_max为109.2℃/s(相较于图1中的新油，冷却速度几乎无变化)，此时对应的冷却温度TV_max为624.4℃，当冷却到300℃时的冷却速度为7.71℃/s(相较于图1中的新油，冷却速度稍有下降)，且从850℃冷却到600℃的时间仅为6.18s、冷却到400℃的时间为9.07s、冷却到200℃的时间为40.56s，可见，多元醇酯的加入有效的延长了淬火油的使用寿命，该淬火油适合长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用。

实施例2

本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数包括精制基础油25份，催冷剂2份，抗氧化剂0.02份，光亮剂0.3份，表面活性剂0.5份；所述的精制基础油的运动粘度为15～20mm²/s，酸值≤0.6mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和三羟甲基丙烷三正壬酸酯的混合物，混合质量比为1:1；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CASNo.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法如下：

(1)按比例称取20份精制基础油，在30℃条件下，分别将2份催冷剂、0.4份表面活性剂和0.015份抗氧化剂加入其中搅拌(搅拌速度为180rpm)均匀，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30℃，加入0.3份光亮剂搅拌(搅拌速度为180rpm)均匀，得到淬火油B液；

(3)将淬火油A液加热至38℃，边搅拌(搅拌速度为150rpm)边将淬火油B液滴加(滴加速度为0.10份/min)入淬火油A液中，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；

(4)搅拌1.5h后冷却至室温静置0.5h，得到所述的新型淬火油。

本实施例中的板簧淬火油及其制备方法，不仅能够有效的解决，结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性，有效的延长了淬火油的使用寿命；特别地，将聚异丁烯与三羟甲基丙烷三正壬酸酯的混合物作为催冷剂应用于淬火油领域，三羟甲基丙烷三正壬酸酯兼具良好的流动性以及导热性能，可以有效的提高使用容器内淬火油温度的均匀性，提高淬火油的导热性，降低工件淬火过程中，可以有效的防止工件的变形，以及因淬火介质温度不均匀所造成的不利因素影。

针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，本实施例中的淬火油的最佳使用温度为50～70℃，淬火油最大冷却速度为115℃/s，运动粘度为14～20mm²/s。板簧材质为：厚度分别为13mm、14mm以及15mm的60Si₂Mn钢的板簧片，淬火后的形变率低于0.4％，，淬火后可在在其表面形成一层致密的保护膜，具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，在表面均形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低。

实施例3

与实施例2相比较，本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其区别仅在于：其组成成分及各组分质量份数包括精制基础油25份，催冷剂2份，抗氧化剂0.02份，光亮剂0.3份，表面活性剂0.5份；所述的精制基础油的运动粘度为15～20mm²/s，酸值≤0.6mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和三羟甲基丙烷三正壬酸酯的混合物，混合质量比为1:3；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CAS No.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法同实施例2。

针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，本实施例中的淬火油的最佳使用温度为55～65℃，淬火油最大冷却速度为113℃/s，运动粘度为15～21mm²/s。板簧材质为：厚度分别为9mm、10mm以及12mm的60Si₂Mn钢的板簧片，淬火后的形变率低于0.5％，，淬火后可在在其表面形成一层致密的保护膜，具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，在表面均形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低。

实施例4

本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油37份，催冷剂3份，抗氧化剂0.025份，光亮剂0.4份，表面活性剂0.4份；所述的精制基础油的运动粘度为16～19mm²/s，酸值为0.4～0.7mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和季戊四醇四正壬酸酯的混合物，混合质量比为1:4；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CASNo.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法如下：

(1)按比例称取28份精制基础油，在45℃条件下，分别将3份催冷剂、0.25份表面活性剂和0.015份抗氧化剂加入其中搅拌(搅拌速度为230rpm)均匀，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45℃，加入0.5份光亮剂搅拌(搅拌速度为230rpm)均匀，得到淬火油B液；

(3)将淬火油A液加热至55℃，边搅拌(搅拌速度为200rpm)边将淬火油B液滴加(滴加速度为0.15份/min)入淬火油A液中，同时加入余下的表面活性剂和抗氧化剂；

(4)搅拌2.5h后冷却至室温静置2h，得到所述的新型淬火油。

本实施例中的板簧淬火油及其制备方法，不仅能够有效的解决，结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性，有效的延长了淬火油的使用寿命；特别地，将聚异丁烯与季戊四醇四正壬酸酯的混合物作为催冷剂应用于淬火油领域，不仅可以有效的防止工件的变形，以及因淬火介质温度不均匀所造成的不利因素影。更值得说明的是，季戊四醇四正壬酸酯具有较好的粘温特性，使淬火油在使用过程中，粘度变化受外在因素的影响更小，进一步提高了淬火油的抗氧化性能，使自身使用寿命延长。

针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，本实施例中的淬火油的最佳使用温度为60～65℃，淬火油最大冷却速度为105℃/s，运动粘度为19～25mm²/s。淬火油能使材质为：厚度为9mm、12mm以及16mm的50CrVA钢的板簧片，淬火后的形变率低于0.3％，淬火后在其表面形成一层致密的保护膜，具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，在表面均形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低。

实施例5

与实施例4相比较，本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其区别在于：其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油37份，催冷剂3份，抗氧化剂0.025份，光亮剂0.4份，表面活性剂0.4份；所述的精制基础油的运动粘度为16～19mm²/s，酸值为0.4～0.7mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和季戊四醇四正壬酸酯的混合物，混合质量比为1:2；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CAS No.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法同实施例4。

针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，本实施例中的淬火油的最佳使用温度为60～65℃，淬火油最大冷却速度为109℃/s，运动粘度为15～18mm²/s。淬火油能使材质为：厚度分别为17mm、19mm以及20mm的50CrVA钢的板簧片，淬火后的形变率低于0.3％，淬火后在其表面形成一层致密的保护膜，具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，在表面均形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低。

实施例6

本实施例中所提供的一种板簧淬火油，其组成成分及各组分质量份数包括精制基础油25份，催冷剂2份，抗氧化剂0.02份，光亮剂0.3份，表面活性剂0.5份；所述的精制基础油的运动粘度为15～20mm²/s，酸值≤0.6mgKOH/g；所述的催冷剂为聚异丁烯和双季戊四醇酯的混合物，混合质量比为1:2；抗氧化剂为烷基化二苯胺(CAS No.68921-45-9)和2.6－二叔丁基对甲酚(CAS No.128-37-0)的混合物，质量比为1:1；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1:1；表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠(CAS No.577-11-7)。

上述淬火油的制备方法如下：

(4)搅拌1.5h后冷却至室温静置0.5h，得到所述的新型淬火油。

本实施例中的板簧淬火油及其制备方法，不仅能够有效的解决，结合板簧材质的淬透性与临界淬透厚度，调整淬火油的冷却能力，进而使板簧经淬火后获得足够且均匀的硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性，有效的延长了淬火油的使用寿命；特别地，将聚异丁烯与双季戊四醇酯的混合物作为催冷剂应用于淬火油领域，不仅可以有效的防止工件的变形，以及因淬火介质温度不均匀所造成的不利因素影。更值得说明的是，双季戊四醇酯具有更好的粘温特性，使淬火油在使用过程中，粘度变化受外在因素的影响更小，进一步提高了淬火油的抗氧化性能，使自身使用寿命延长。

针对本申请人所采用的淬火工艺条件下，本实施例中的淬火油的最佳使用温度为65℃，淬火油最大冷却速度为109℃/s，运动粘度为17～19mm²/s。本实施例中为厚度18mm的50CrVA钢的板簧片，淬火后的形变率低于0.2％，淬火后在其表面形成一层致密的保护膜，具有理想的淬硬层深度、心部硬度及金相组织，在表面均形成均匀的膜层，膜层过厚或破膜的概率极低。

Claims

1.一种板簧淬火油，所述的淬火油用于淬火时无夹具保护的板簧淬火工艺，其特征在于：其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油25～37份，催冷剂2～4份，抗氧化剂0.02～0.03份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.3～0.5份；所述的催冷剂为聚异丁烯和多元醇酯的混合物；所述的抗氧化剂为烷基化二苯胺和2.6一二叔丁基对甲酚的混合物，质量比为1：1；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂混合物，质量比为1：1；所述的表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠；所述多元醇酯为三羟甲基丙烷三正壬酸酯、季戊四醇四正壬酸酯以及双季戊四醇酯中的任一种；

所述的聚异丁烯和多元醇酯的混合质量比为1：(1～4)；

所述板簧材质为60Si₂Mn钢以及50CrVA钢的淬火介质，单个板簧片的厚度为9～20mm；所述淬火油的最佳使用温度为40～80℃，淬火油最大冷却速度在105～115℃/s之间，运动粘度为14～25mm²/s。

2.根据权利要求1所述的一种板簧淬火油，其特征在于：所述的精制基础油的运动粘度为13～24mm²/s，酸值≤0.8mgKOH/g。

3.如权利要求1-2所述的任一种板簧淬火油的制造方法，其制备步骤为：

(1)按比例称取10～20份精制基础油，在30～45℃条件下，分别将催冷剂、0.15～0.4份表面活性剂和0.01～0.02份抗氧化剂加入其中搅拌均匀，得到淬火油A液；

(4)搅拌1.5～2.5h后冷却至室温静置0.5～2h，得到所述的淬火油。

4.根据权利要求3所述的一种板簧淬火油的制造方法，其特征在于：步骤(1)、(2)中的搅拌速度为180～230rpm；步骤(3)中的搅拌速度为150～200rpm。

5.根据权利要求3所述的一种板簧淬火油的制造方法，其特征在于：步骤(3)中淬火油B液的滴加速度为0.10～0.15份/min。