CN111676352A - 一种钢丝索氏体化淬火液及其制备方法和应用 - Google Patents

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韩军
潘永清
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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

Abstract

本发明公开了一种钢丝索氏体化淬火液及其制备方法和应用，以质量百分比计，包括以下组分：聚丙烯酸盐15‑40%、缓蚀剂1‑5%、抗凝剂1‑4%，其余为去离子水，将聚丙烯酸盐溶解后，搅拌状态下缓慢加入缓蚀剂、抗凝剂，用强碱调节至合适的pH，继续搅拌至透明得到淬火液。用于钢材的索氏体淬火。本发明提出的钢丝索氏体化淬火液冷却性能稳定，冷却速度比传统淬火液更低，充分满足钢丝索氏体淬火需求，提高钢丝品质。

Description

一种钢丝索氏体化淬火液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于热处理冷却介质技术领域，具体涉及一种钢丝索氏体化淬火液及其制备方法和应用。
背景技术
我国钢丝的产量和结构品种逐年增加，钢丝生产企业也一直致力于生产工艺的优化，通过设备改善和工艺调整，不断降低生产各工序的断丝率，提高生产效率和综合成材率。在生产实践中淬火方式的改变，给钢丝生产的稳定和效率带来了较大的提升。淬火是中高碳钢丝生产中的关键工序，尤其是最终热处理淬火工艺，钢丝通过淬火得到索氏体组织，这样的组织具有较高的拉伸极限，钢丝拉拔后可获得良好的综合性能，给成品钢丝提供了所需的力学指标，同时减少了钢丝在生产过程中断丝现象。
目前钢丝索氏体淬火冷却介质仍有很多企业用铅浴，一方面，企业思想并未转变过来，环保意识薄弱，总认为铅浴更利于钢丝冷却，未将传统铅浴设备进行改造。另一方面，传统的水溶性淬火介质具有非常高的冷却速度，过高的冷却速度使金属内部产生过高的内应力，金属变形增大并使淬火后金属开裂，不能满足金属热处理的要求。为了使产品淬火后获得更好的品质，一些企业会优先选择国外企业供应的水性淬火介质，但国外企业的产品存在价格高，性能不稳定、指标变化大的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中钢丝索氏体化淬火液存在的诸多问题，提出一种产品性能更稳定、低温阶段冷却速率小的淬火液，且成本更低，充分满足国内企业生产钢丝产品的淬火生产需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢丝索氏体化淬火液，以质量百分比计，包括以下组分：聚丙烯酸盐15-40％、缓蚀剂1-5％、抗凝剂1-4％，其余为去离子水。
优选的，所述聚丙烯酸盐的分子量为50-300万。
优选的，所述缓蚀剂为无机缓蚀剂。
优选的，所述抗凝剂为枸橼酸钠、草酸钾、EDTA中的一种。
优选的，所述钢丝索氏体化淬火液的制备方法为：将聚丙烯酸盐溶解后，搅拌状态下缓慢加入缓蚀剂、抗凝剂，用强碱调节至合适的pH，继续搅拌至透明。
优选的，所述淬火液的pH为8-10。
优选的，所述搅拌速度为50-200rpm。
优选的，所述钢丝索氏体化淬火液用于钢材的索氏体淬火。
相对于现有技术，本发明有益效果为：1.产品性能稳定，储存有效期更长； 2.冷却性能稳定，冷却速度比传统淬火液更低，充分满足钢丝索氏体淬火需求，提高钢丝的产品品质，大大提高了生产效率。
附图说明
图1为使用本发明后淬火介质冷却曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
聚丙烯酸钠15％，亚硝酸钠1％，枸橼酸钠1％，其余为去离子水。
聚丙烯酸钠分子量在200万。
将聚丙烯酸钠溶解后，设置转速50rpm，搅拌状态下缓慢加入亚硝酸钠、枸橼酸钠，用氢氧化钠调节pH至10，继续搅拌至透明。
实施例2
聚丙烯酸钠25％，亚硝酸钠2％，EDTA 3％，其余为去离子水。
聚丙烯酸钠分子量在100万。
将聚丙烯酸钠溶解后，设置转速200rpm，搅拌状态下缓慢加入亚硝酸钠、枸橼酸钠，用氢氧化钠调节pH至9.5，继续搅拌至透明。
实施例3
聚丙烯酸钠25％，聚磷酸盐2％，枸橼酸钠2％，其余为去离子水。
聚丙烯酸钠分子量在120万。
将聚丙烯酸钠溶解后，设置转速100rpm，搅拌状态下缓慢加入亚硝酸钠、枸橼酸钠，用氢氧化钠调节pH至10.0，继续搅拌至透明。
实施例4
聚丙烯酸钠30％，亚硝酸钠3％，枸橼酸钠2％，其余为去离子水。
聚丙烯酸钠分子量在250万。
将聚丙烯酸钠溶解后，设置转速200rpm，搅拌状态下缓慢加入亚硝酸钠、枸橼酸钠，用氢氧化钠调节pH至10.2，继续搅拌至透明。
对比例1
市售水溶性淬火剂，选择恒鑫502水溶性淬火剂。
通过冷却曲线法来测试淬火液热特性的冷却能力，冷却曲线如附图1所示。采用ISO9950,探头材质为镍铬合金，直径为12.5mm，长度为60mm。分别对实施例和对比例1进行了淬火液冷却能力测试，实验结果如下：
表1淬火介质冷却特性
Figure RE-GDA0002613040240000031
蒸气膜破裂时间是指，在将加热的处理物冷却淬火的情况下，从冷却开始时间点到蒸气膜破裂、处理物的温度急剧下降的时间点的时间(即，达到冷却曲线的初期的拐点的时间)。通过使用蒸气膜破裂时间短的淬火液进行淬火，能够抑制处理物表层的组织转变，能够有效地防止不完全淬火组织的产生。
根据上述实验结果可知，本发明提供的水性淬火液在高温阶段可以较快的降温，意味着蒸汽膜破裂的时间更短，从而得到完全索氏体组织；而在低温阶段，特别是300℃以下，具有更低的冷速，更低的冷速可以更好的保障组织材料不会发生开裂。特别是实施例4表现出更优的淬火特性。且相比于市售的水溶性淬火液，本发明淬火液所用的原材料简单，制备工艺简单，可以大幅降低生产成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：聚丙烯酸盐15-40%、缓蚀剂1-5%、抗凝剂1-4%，其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，所述聚丙烯酸盐的分子量为50-300万。
3.根据权利要求1所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，所述缓蚀剂为无机缓蚀剂。
4.根据权利要求1所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，所述钢丝索氏体化淬火液的制备方法为：将聚丙烯酸盐溶解后，搅拌状态下缓慢加入缓蚀剂、抗凝剂，用强碱调节至合适的pH，继续搅拌至透明。
5.根据权利要求5所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，所述淬火液的pH为8-10。
6. 根据权利要求5所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，搅拌速度为50-200rpm。
7.权利要求1-4任一项所述的一种钢丝索氏体化淬火液，其特征在于，用于钢材的索氏体淬火。
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