CN110016542A - 热处理淬火介质 - Google Patents

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陈勇
王昊
田爽
谢干兰
陈璐
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60—Aqueous agents

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Abstract

本发明提供一种热处理淬火介质，涉及金属热处理领域；本发明包括氯化锌、玉米淀粉以及蒙脱土和硅酸钠。本发明的淬火剂使用之前首先将各组分乳化成小液滴，淬火时采用高温淬火，使金属表面形成的涂层易清洁，提供长期的装饰和保护功能。另外，本发明的热处理淬火介质能够有效防止构件的开裂，而且成分简单、易于配制、低毒环保、成本低、易于操作、缓蚀效率高，具有很好的应用前景。

Description

热处理淬火介质
技术领域
本发明涉及金属热处理材料技术，尤其涉及一种热处理淬火介质，属于热处理技术领域。
背景技术
为了改善例如钢材等金属材料的性能，需要对金属材质的工件进行热处理，常用的热处理工艺有淬火、回火、退火、正火等热处理方法。其中，钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。在淬火的过程中，工件的冷却过程一般分为三个阶段，即金属材料被淬火介质的蒸汽包围的第一阶段(蒸汽膜阶段)、蒸汽膜破裂沸腾的第二阶段(沸腾阶段)、金属材料的温度达到淬火介质的沸点以下通过对流夺取热量的第三阶段(对流阶段)，然后被冷却至室温。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。经过淬火后钢材的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等性能得到了大幅度的提升，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
目前，常用的淬火介质有水性淬火剂和油性淬火剂，水性淬火剂的特点是在整个冷却过程中都具有很高的冷却速度，在高温冷却阶段高的冷却速度可以促使形成晶粒细小的工件，有利于提高工件最终的性能，但在低温阶段，过快的冷却速度使工件的内应力过大，因此容易导致工件开裂。与水性淬火剂相比，油性淬火剂的特点是整个冷却阶段的冷却速度慢，虽然可以防止工件在低温阶段由于内应力过大而导致开裂，但是由于高温阶段冷却速度较慢，因此容易导致工件晶粒较大，降低工件淬火后的性能。此外，传统的油性淬火剂通常以具有石油馏分的矿物油作为基础油，配以添加剂而成。矿物油特有的性能决定了在淬火时会产生大量的烟雾，因此容易污染环境，环保功能较差。而且，以矿物油为基础的油性淬火剂冷却速度范围窄，矿物油的闪点低，容易引发火灾，使用不安全。应用于建筑行业、桥梁工程等领域的钢材用量和规格不断增加。但是钢材在储存、运输和使用过程中易在二氧化碳、氧气、水、酸等周围介质中腐蚀生锈。腐蚀不仅造成钢材的浪费，影响钢材的外观，而且会造成生产和生活的安全隐患。
因此需要通过改进现有淬火介质的配方，使其不仅能使钢材工件力学性能优异，而且能有效抑制钢材工件的腐蚀。
发明内容
本发明提供一种可防止构件开裂且具有优良的机械强度的热处理淬火介质，所述热处理淬火介质至少包括如下组分，各组分及组分的质量份数比重范围分别为：
水：280-320；
氯化锌：5.7-12.4；
玉米淀粉：15.25-19.5；
石蜡：1.08-1.55；
蒙脱土：15-38；
硅酸钠：8-25；
其中，将所有组分置于高速剪切乳化机内在5000-5500转/分钟转速下搅拌分散0.5-1小时；然后加入醋酸调节PH值在7-7.5之间。
其中，所述热处理淬火介质至少包括如下组分，各组分的质量份数比重范围分别为：
水：300；
氯化锌：10；
玉米淀粉：16.8；
石蜡：1.35；
蒙脱土：22；
硅酸钠：9。
其中，所述热处理淬火介质至少包括填充剂；填充剂与水的质量比值为1：80-120；所述填充剂采用重质碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、硫酸钡和云母粉中的一种或一种以上组合。
其中，所述热处理淬火介质还包括硅溶胶；硅溶胶与水的质量比值为1：60-320。
其中，所述热处理淬火介质还包括如下组分，各组分及组分的质量份数比重范围分别为：
表面活性剂：0.3-0.5；
消泡剂：0.2-0.6；
二甲基亚砜：0.5-1；
乙醇：0.5-1；
氯化钾：0.1-0.3；
成膜助剂：1-1.5；
丙二醇：1-2。
本发明的热处理淬火介质中的硅酸钠水溶液呈碱性，且含有其它缓冷组分；本发明的淬火剂使用之前首先将各组分乳化成小液滴，淬火时采用高温淬火，使金属表面形成的涂层易清洁，提供长期的装饰和保护功能。另外，本发明的热处理淬火介质能够有效防止构件的开裂，而且成分简单、易于配制、低毒环保、成本低、易于操作、缓蚀效率高，具有很好的应用前景。
具体实施方式
本发明实施例提供一种热处理淬火介质，本实施例的热处理淬火介质至少包括如下组分，各组分的质量份数比重范围分别为：
水：280-320；
氯化锌：5.7-12.4；
玉米淀粉：15.25-19.5；
石蜡：1.08-1.55；
蒙脱土：15-38；
硅酸钠：8-25；
其中，将所有组分置于高速剪切乳化机内在5000-5500转/分钟转速下搅拌分散0.5-1小时；然后加入醋酸调节PH值在7-7.5之间。
其中，优选的配比为：
水：300；
氯化锌：10；
玉米淀粉：16.8；
石蜡：1.35；
蒙脱土：22；
硅酸钠：9。
本发明的热处理淬火介质至少还可以包括填充剂；填充剂与水的质量比值为1：80-120；所述填充剂采用重质碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、硫酸钡和云母粉中的一种或一种以上组合。
进一步的，还可以包括硅溶胶；硅溶胶与水的质量比值为1：60-320。
本发明的热处理淬火介质还包括如下组分，各组分及组分的质量份数比重范围分别为：
表面活性剂：0.3-0.5；
消泡剂：0.2-0.6；
二甲基亚砜：0.5-1；
乙醇：0.5-1；
氯化钾：0.1-0.3；
成膜助剂：1-1.5；
丙二醇：1-2。
本发明所述淬火介质在高温阶段有较高的冷却速度，约298℃/s；在低温阶段冷却速度相对较慢，约125℃/s，这能防止出现过快的冷却，有助于细化晶粒，避免工件开裂；此外还具有优异的耐盐雾性。所以本发明提供的淬火介质具有成分简单、易于配制、低毒环保、成本低、易于操作及缓蚀效率高等优点。
本发明的热处理淬火介质中的硅酸钠水溶液呈碱性，且含有其它缓冷组分；本发明的淬火剂使用之前首先将各组分乳化成小液滴，淬火时采用高温淬火，使金属表面形成的涂层易清洁，提供长期的装饰和保护功能。另外，本发明的热处理淬火介质能够有效防止构件的开裂，而且成分简单、易于配制、低毒环保、成本低、易于操作、缓蚀效率高，具有很好的应用前景。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种热处理淬火介质，其特征在于，所述热处理淬火介质至少包括如下组分，各组分及组分的质量份数比重范围分别为：
水：280-320；
氯化锌：5.7-12.4；
玉米淀粉：15.25-19.5；
石蜡：1.08-1.55；
蒙脱土：15-38；
硅酸钠：8-25；
其中，将所有组分置于高速剪切乳化机内在5000-5500转/分钟转速下搅拌分散0.5-1小时；然后加入醋酸调节PH值在7-7.5之间。
2.根据权利要求1所述的热处理淬火介质，其特征在于，所述热处理淬火介质至少包括如下组分，各组分的质量份数比重范围分别为：
水：300；
氯化锌：10；
玉米淀粉：16.8；
石蜡：1.35；
蒙脱土：22；
硅酸钠：9。
3.根据权利要求1或2所述的热处理淬火介质，其特征在于，所述热处理淬火介质至少包括填充剂；填充剂与水的质量比值为1：80-120；所述填充剂采用重质碳酸钙粉、滑石粉、高岭土、硫酸钡和云母粉中的一种或一种以上组合。
4.根据权利要求1或2所述的热处理淬火介质，其特征在于，所述热处理淬火介质还包括硅溶胶；硅溶胶与水的质量比值为1：60-320。
5.根据权利要求1或2所述的热处理淬火介质，其特征在于，所述热处理淬火介质还包括如下组分，各组分及组分的质量份数比重范围分别为：
表面活性剂：0.3-0.5；
消泡剂：0.2-0.6；
二甲基亚砜：0.5-1；
乙醇：0.5-1；
氯化钾：0.1-0.3；
成膜助剂：1-1.5；
丙二醇：1-2。
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