TW201945528A - 熱處理油組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可抑制淬火應變及應變之不均並達成已提升之淬火硬度的熱處理油組成物。熱處理油組成物含有(A)基油及(B)蒸氣膜破裂劑，且遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間亦即300℃秒數為6.5秒以上且少於10秒，並且，前述(B)成分含有石油樹脂。

Description

熱處理油組成物
發明領域
本發明是有關於一種熱處理油組成物。
背景技術
於鋼材等金屬材料中，以改善其性質為目的，會施以淬火、回火、退火、正常化等熱處理。於該等熱處理中，淬火是將業經加熱之金屬材料浸漬於冷卻劑中使其變態成預定淬火組織的處理，藉由該淬火，處理物會變得非常堅硬。舉例言之，若將呈沃斯田鐵狀態之經加熱鋼材浸漬於冷卻劑中，且於上臨界速度以上進行冷卻，則可使其變態成麻田散鐵等淬火組織。
冷卻劑一般可使用油系或水系熱處理劑。針對使用油系熱處理劑(熱處理油)的金屬材料之淬火加以說明，當將業經加熱之金屬材料投入至屬於冷卻劑的熱處理油時，通常會歷經3個階段來冷卻。具體而言為(1)金屬材料被熱處理油之蒸氣膜覆蓋的第1階段(蒸氣膜階段)、(2)蒸氣膜破裂而引起沸騰的第2階段(沸騰階段)、(3)金屬材料溫度構成熱處理油之沸點以下，熱被對流帶走的第3階段(對流階段)。又，各階段中由於金屬材料周圍的環境氣體不同的緣故，冷卻速度各異，以第2階段(沸騰階段)之冷卻速度最大。
一般而言，於熱處理油中，從蒸氣膜階段轉移至沸騰階段時冷卻速度會急遽加速。當金屬材料並非單純的平面形狀時，於金屬材料之表面蒸氣膜階段與沸騰階段容易交混。又，當引起該交混時，由於蒸氣膜階段與沸騰階段之冷卻速度差，金屬材料之表面會產生極大的溫度差。又，由於該溫度差，熱應力或變態應力油然而生，以致金屬材料產生應變。故，在金屬材料之熱處理上，尤其是淬火方面，選定適合於該熱處理條件的熱處理油便十分重要，當該選定不適當時，會有金屬材料產生應變同時無法獲得充分淬火硬度之情形。
熱處理油依JIS K2242：2012被分類為1種至3種，使用於淬火的是1種之1號油及2號油、2種之1號油及2號油。
於JISK2242：2012中規範了自800℃至400℃為止之冷卻秒數作為冷卻性能之標準，1種1號被定為5.0秒以下，1種2號為4.0秒以下，2種1號為5.0秒以下，2種2號為6.0秒以下。該冷卻秒數愈短則冷卻性能愈高，金屬材料變得愈硬。一般而言，淬火後金屬之硬度與應變呈制衡關係，愈硬則應變愈大。
工業上顯示油劑冷卻性之指標亦運用300℃秒數。所謂300℃秒數，是遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間。
顯示油劑冷卻性之指標亦運用從蒸氣膜階段開始至到達結束溫度(特性溫度)為止的秒數(特性秒數；蒸氣膜長度)。一般而言，若蒸氣膜階段延長，則蒸氣膜階段與沸騰階段交混的時間亦延長，會有應變變大之傾向，特性秒數愈短且特性溫度愈低，視為冷卻性愈高。於JISK 2242：2012中亦規範了特性溫度，1種1號被定為480℃以上，1種2號為580℃以上，2種1號為500℃以上，2種2號為600℃以上。該1種之1號油及2號油相當於低油溫中使用的冷油，2種之1號油相當於可於更高油溫中使用的半熱油，2種之2號油則相當於可於高油溫中使用的熱油。
使用者為了獲得目標之硬度與應變，會以上述指標為基準而選擇淬火油。舉例言之，在應變會構成問題的汽車用齒輪零件等之淬火中，廣為使用上述2種1號油。這是因為上述1種油中應變會變大，再加上依照零件之不同而硬度過高的緣故。又，上述2種2號油中雖然應變會減小，但硬度卻不足的緣故。
不過，汽車用變速器或減速器等零件幾乎都是大量生產，進行在1個托架上堆疊大量處理物而一次進行淬火的所謂集體淬火。此時，依照已安置所堆疊零件的位置之不同，冷卻性能產生不均，會有各個零件之硬度或應變產生不均的問題。舉例言之，安置於下部的零件硬度偏高，而安置於上部的零件硬度偏低等等。有鑑於以上狀況，目前提出了專利文獻1~4之技術。
於專利文獻1中提出一種熱處理油組成物，其具有與上述2種1號油相同程度之冷卻性能，卻又能減低集體淬火時冷卻性能之不均。具體而言，該熱處理油組成物之特徵在於含有混合基油，該混合基油係由下述所構成：5%餾出溫度為300℃以上且400℃以下的低沸點基油，計5質量%以上且小於50質量%；及5%餾出溫度為500℃以上的高沸點基油，計大於50質量%且95%以下。
於專利文獻2中提出一種熱處理油組成物，其藉由摻合下述物質而可減低集體淬火時冷卻性能之不均：40℃動黏度為5mm2 /s以上且60mm2 /s以下的基油，其以組成物總量基準計為50質量%以上且95質量%以下；40℃動黏度為300mm2 /s以上的基油，其以組成物總量基準計為5質量%以上且50質量%以下；及α烯烴共聚物。
於專利文獻3中，針對具有與上述2種1號油相同程度之冷卻性能、卻又能減低集體淬火時之冷卻性能不均的熱處理油組成物，提出一種熱處理油組成物，其特徵在於含有石油樹脂作為蒸氣膜破裂劑，且特性秒數為1.00秒以下，同時300℃秒數為6.00秒以上且14.50秒以下。
於專利文獻4中，針對可發揮高冷卻性能的熱處理油組成物，提出一種熱處理油組成物，其係於40℃動黏度為4mm2 /s以上且20mm2 /s以下的基油中摻合烯基或烷基琥珀醯亞胺所構成。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-009238號公報
專利文獻2：日本特開2013-194262號公報
專利文獻3：日本特開2016-151054號公報
專利文獻4：日本特開2010-229479號公報
發明概要
尋求一種冷卻性能、淬火硬度及淬火應變之平衡良好的熱處理油組成物。
本發明如下。
[1]一種熱處理油組成物，含有(A)基油及(B)蒸氣膜破裂劑，且遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間亦即300℃秒數為6.5秒以上且少於10秒，並且，前述(B)成分含有石油樹脂。
[2]如[1]之熱處理油組成物，其由冷卻曲線獲得的特性秒數為1秒以上。
[3]如[1]或[2]之熱處理油組成物，其更含有(C)金屬系清潔分散劑。
[4]如[3]之熱處理油組成物，其中前述(C)成分之含量以組成物總量基準計為0.01~10質量%。
[5]如[1]至[4]中任一項之熱處理油組成物，其由冷卻曲線獲得的特性秒數為2.5秒以下。
[6]如[1]至[5]中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之軟化點為40~150℃。
[7]如[1]至[6]中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之數量平均分子量(Mn)為200~5,000。
[8]如[1]至[7]中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂為不飽和化合物經聚合或共聚合而成的樹脂，且該不飽和化合物係選自碳數4~10之脂肪族烯烴類、脂肪族二烯烴類、及碳數8以上且具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物中之至少1種。
[9]如[1]至[8]中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂為選自脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂、二環戊二烯系石油樹脂、二環戊二烯-芳香族共聚合系石油樹脂、及該等之加氫石油樹脂與改質石油樹脂中之至少1種。
[10]如[1]至[9]中任一項之熱處理油組成物，其40℃動黏度為10~280mm2 /s。
[11]如[1]至[10]中任一項之熱處理油組成物，其中前述(A)成分包含40℃動黏度為1mm2 /s以上且小於85mm2 /s的低黏度基油、及40℃動黏度為85~550mm2 /s的高黏度基油。
[12]如[1]至[11]中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之含量以組成物總量基準計為0.1~90質量%。
[13]如[1]至[12]中任一項之熱處理油組成物，其中前述(A)成分之含量以組成物總量基準計為10~99.9質量%。
[14]一種金屬材料之淬火方法，其特徵在於使用如[1]至[13]中任一項之熱處理油組成物來處理金屬材料。
[15]一種熱處理油組成物之製造方法，係製造如[1]至[13]中任一項之熱處理油組成物，該製造方法包含混合前述(A)成分及前述(B)成分。
依據本發明，可提供一種冷卻性能、淬火硬度及淬火應變之平衡良好的熱處理油組成物。
用以實施發明之形態
以下，詳細說明本發明之實施形態。另，本發明並不限於以下實施形態，在未脫離其要旨的範圍內，可任意地變更而實施。
本發明是有關於一種熱處理油組成物，其含有(A)基油及(B)蒸氣膜破裂劑。本發明之熱處理油組成物遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間亦即300℃秒數為6.5秒以上且少於10秒，並且，前述(B)成分含有石油樹脂。
本發明之熱處理油組成物係冷卻性能、淬火硬度及淬火應變之平衡優異。
專利文獻1~3(日本特開2007-009238號公報、日本特開2013-194262號公報、日本特開2016-151054號公報)中記載的熱處理油組成物之冷卻時間長，可減低淬火應變，但欲應用在汽車零件等之輸送零件(例如齒輪或軸承)等時，會有淬火硬度不足之情形，必須更進一步地增加硬度。另一方面，專利文獻4(日本特開2010-229479號公報)中記載的熱處理油組成物之冷卻時間短且淬火硬度高，但淬火應變大，難以應用在複雜形狀之零件等。故，目前仍需要一種於零件之集體淬火中亦可使用能兼顧高淬火硬度與已減低之淬火應變及應變之不均的熱處理油組成物。
理想態樣的熱處理油組成物可抑制淬火應變及應變之不均，並達成已提升之淬火硬度。實施形態之熱處理油組成物可抑制淬火應變及應變之不均，因此，可適當地使用於零件之集體淬火。本態樣之熱處理油組成物可適當地使用於汽車零件等之輸送零件(例如齒輪或軸承)，尤其是小型零件。
以下，詳細說明各成分。本說明書中記載的數值範圍之上限值及下限值可任意地組合。舉例言之，當記載「A~B」及「C~D」時，「A~D」及「C~B」之範圍亦包含於本發明範圍。又，本說明書中記載的數值範圍「下限值~上限值」意指下限值以上、上限值以下。
[(A)成分：基油]
基油並無特殊限制，可從以往使用作為熱處理油之基油的礦油及合成油中適當地選擇任意者而使用。
礦油可列舉如：利用溶劑精煉、加氫精煉等一般精煉法製得的石蠟基系礦油、中間基系礦油及環烷基系礦油等；或是藉由將已利用費托氏法(Fischer-Tropsch process)等製造的蠟(天然氣液化油(gas to liquid)蠟)或礦油系蠟進行異構化所製造者等。該等礦油可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
礦油在API(美國石油協會)之基油範疇中被分類為群組1、2、3中之任一者。礦油宜為基油範疇中被分類為群組2及群組3的礦油，且以被分類為群組3的礦油更佳。
合成油可列舉如：烴系合成油、醚系合成油等。烴系合成油可列舉烷基苯、烷基萘等。醚系合成油可列舉聚氧烷二醇、聚苯基醚等。該等合成油可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
又，基油亦可組合前述礦油1種以上與前述合成油1種以上來使用。
基油之黏度並無特殊限制。基油在40℃下動態度宜為40~500mm2 /s，且以50~350mm2 /s較佳，60~200mm2 /s更佳，80~120mm2 /s尤佳。藉由將基油之40℃動黏度設定在上述範圍，可確保基於(A)成分的本質性冷卻性能而易於將特性秒數及300℃秒數設定在後述範圍。
另，當(A)成分之基油為混合有2種以上基油的基油時，混合基油之動黏度宜滿足上述範圍。
於本說明書中，在預定溫度下的動黏度意指遵照JIS K2283：2000測得之值。
基油之含量以組成物總量基準計宜為10~99.9質量%，且以50~99質量%較佳，70~97質量%更佳，85~95質量%尤佳。
於本發明之一實施形態中，基油包含40℃動黏度為1mm2 /s以上且小於85mm2 /s(較佳為20~82mm2 /s，更佳為40~80mm2 /s)的低黏度基油、及40℃動黏度為85~550mm2 /s(較佳為88~520mm2 /s，更佳為90~490mm2 /s)的高黏度基油。
混合基油中低黏度基油及高黏度基油的摻合，宜於熱處理油組成物中以組成物總量基準計含有低黏度基油為0質量%以上且小於50質量%(較佳為3~30質量%，更佳為6~15質量%)、及高黏度基油為50~99.9質量%(較佳為65~95質量%，更佳為80~90質量%)。
於本發明之另一實施形態中，基油包含40℃動黏度為1~90mm2 /s(較佳為20~82mm2 /s，更佳為40~80mm2 /s)的低黏度基油；及40℃動黏度為90~500mm2 /s(較佳為88~520mm2 /s，更佳為90~490mm2 /s)的高黏度基油。
混合基油中低黏度基油及高黏度基油的摻合，宜於熱處理油組成物中以組成物總量基準計含有低黏度基油為0質量%以上且小於50質量%(較佳為3~30質量%，更佳為6~15質量%)、及高黏度基油為50~99.9質量%(較佳為65~95質量%，更佳為80~90質量%)。
[(B)成分：蒸氣膜破裂劑]
熱處理油組成物含有石油樹脂作為蒸氣膜破裂劑。藉由使用石油樹脂，可縮短蒸氣膜階段，於金屬材料之表面不易交混蒸氣膜階段與沸騰階段。藉此，淬火時不易產生各個零件冷卻性能之不均(硬度或應變之不均)。又，即便為複雜形狀之零件，亦不易產生零件各處冷卻性能之不均，因此，可抑制各零件之應變。再者，藉由含有石油樹脂，可縮短熱處理初始階段之特性秒數，藉此，可從熱處理之初始階段起便賦予優異之冷卻性能。此外，藉由使用石油樹脂，在反覆進行金屬材料之熱處理時，可抑制熱處理油組成物冷卻性能之經時變化。故，藉由使用石油樹脂，可延長熱處理油組成物之使用壽命。吾人認為石油樹脂可發揮該等效果的理由是因石油樹脂的熱塑性、對基油之優異溶解性。
石油樹脂係將利用石腦油等石油類之熱分解製造乙烯等烯烴時以副產物獲得的不飽和化合物進行聚合或共聚合所製得的樹脂，且該不飽和樹脂係選自碳數4~10之脂肪族烯烴類或脂肪族二烯烴類、及碳數8以上且具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物中之1種或2種以上。舉例言之，石油樹脂係以C5餾分作為主原料並將含有二環戊二烯及芳香族化合物之不飽和化合物進行共聚合所製得的樹脂(二環戊二烯-芳香族共聚合系石油樹脂)。
該等石油樹脂例如可大致區分為將脂肪族烯烴類及/或脂肪族二烯烴類聚合而成的「脂肪族系石油樹脂」、將具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物聚合而成的「芳香族系石油樹脂」、將脂肪族烯烴類及/或脂肪族二烯烴類與具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物共聚合而成的「脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂」。
該碳數4~10之脂肪族烯烴類可列舉如：丁烯、戊烯、己烯、庚烯等。又，碳數4~10之脂肪族二烯烴類可列舉如：丁二烯、戊二烯、異戊二烯、環戊二烯、二環戊二烯、甲基戊二烯等。碳數8以上且具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物可列舉如：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、茚、甲基茚、乙基茚等。
又，石油樹脂之原料化合物無需其全部皆為利用石腦油等石油類之熱分解製造烯烴時的副產物，亦可使用經化學合成的不飽和化合物。舉例言之，可使用：藉由環戊二烯或二環戊二烯(DCPD)之聚合製得的「二環戊二烯系石油樹脂」；或者使該等環戊二烯或二環戊二烯與具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物共聚合而製得的「二環戊二烯-芳香族共聚合系石油樹脂」(例如二環戊二烯-苯乙烯系石油樹脂)。
於本說明書中，石油樹脂包含加氫石油樹脂、改質石油樹脂等石油樹脂之衍生物。
加氫石油樹脂為上述石油樹脂中添加有氫原子的氫化石油樹脂。藉由加氫，分子中的雙鍵之全部或一部分氫化。故，加氫石油樹脂可為完全加氫石油樹脂，亦可為部分加氫石油樹脂。若使用部分加氫者，則冷卻性優異，或者軟化點低，因而製造容易。
改質石油樹脂可列舉如：已利用以羧酸等為代表的酸性官能基將前述石油樹脂改質的酸改質石油樹脂；或是已將該酸改質石油樹脂以醇、胺、鹼金屬、鹼土類金屬等化合物予以反應修飾的樹脂。酸改質石油樹脂可列舉如：已利用不飽和羧酸或不飽和羧酸酐將石油樹脂改質的羧酸改質石油樹脂、酸酐改質石油樹脂。不飽和羧酸例如可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸等不飽和單羧酸類；馬來酸、延胡索酸、伊康酸、焦檸檬酸等不飽和多元羧酸類；馬來酸單甲酯、延胡索酸單乙酯等不飽和多元羧酸之部分酯類等，不飽和羧酸酐例如可列舉：馬來酸酐、伊康酸酐等不飽和多元羧酸酐。
石油樹脂可使用經合成者，亦可使用市售製品。
石油樹脂可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
於一實施形態中，石油樹脂為選自脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂、二環戊二烯系石油樹脂、二環戊二烯-芳香族共聚合系石油樹脂、及該等之加氫石油樹脂與改質石油樹脂中之至少1種。
其中，若由可縮短特性秒數之觀點來看，則石油樹脂宜為脂肪族-芳香族共聚合石油樹脂、加氫脂肪族-芳香族共聚合石油樹脂，尤其是若由特性秒數之觀點來看，則宜為加氫脂肪族-芳香族共聚合石油樹脂。舉例言之，石油樹脂為二環戊二烯-芳香族共聚合系加氫石油樹脂。
若由特性秒數之觀點來看，則石油樹脂之數量平均分子量(Mn)宜為200~5000，且以250~2500較佳，300~1500更佳。在此，數量平均分子量(Mn)可利用VPO法進行測定。
石油樹脂之軟化點宜為40℃以上，以40℃以上且150℃以下為佳，60℃以上且150℃以下較佳，80℃以上且140℃以下愈佳，100℃以上且135℃以下更佳，120℃以上且130℃以下尤佳。於本說明書中，「軟化點」可利用JIS K2207：2006之環球法進行測定。藉由將軟化點設為40℃以上，淬火時更不易產生各個零件冷卻性能之不均(硬度或應變之不均)，同時即便是在零件為複雜形狀之情形時，亦不易產生該零件各處冷卻性能之不均，可抑制各零件之應變。再者，藉由將軟化點設為40℃以上，可進一步地抑制反覆進行熱處理時冷卻性能之經時變化(特性秒數之經時性增加及動黏度之經時性降低)，同時可縮短熱處理初始階段之特性秒數。藉由將石油樹脂之軟化點設為150℃以下，可減低在藉由熱處理油組成物將金屬材料等被加工物冷卻後該被加工物表面之發黏。石油樹脂之軟化點可依照石油樹脂之聚合程度、改質成分、改質程度來調整。
另，當使用2種以上材料作為石油樹脂時，所有材料皆在上述軟化點範圍內為佳。
若由冷卻性能方面來看，則石油樹脂遵照JIS K 0061：2001測定之20℃下密度宜為0.5~1.5g/cm3 ，且以0.7~1.3g/cm3 較佳，0.8~1.1g/cm3 更佳。
若由冷卻性能方面來看，則石油樹脂之溴值宜為30g/100g以下，且以20g/100g以下較佳，10g/100g以下更佳。又，溴值愈低愈佳，下限並無特殊限制，通常為1.0g/100g以上、1.5g/100g以上或1.9g/100g以上。在此，溴值是遵照JIS K 2605：1996進行測定。
就石油樹脂之色相而言，遵照JIS K 6901：2008測定之黑曾色數(Hazen color number)宜為50以下，且以40以下較佳，30以下更佳。又，黑曾色數愈低愈佳，下限並無特殊限制，通常為3以上、5以上或7以上。
石油樹脂之含量以組成物總量基準計宜為0.1~90質量%。若為0.1質量%以上，則可提升冷卻性能。石油樹脂一般而言黏度高，會有摻合量愈多則組成物之黏度愈增大之傾向。若為90質量%以下，則由適當黏度之觀點來看是較為理想的。若由適當黏度及冷卻性能方面來看，則石油樹脂之含量更宜為1~60質量%，且以5~10質量%更佳。
熱處理油組成物亦可含有石油樹脂以外的蒸氣膜破裂劑。其他蒸氣膜破裂劑可列舉如：萜烯樹脂、萜烯樹脂衍生物、松脂、松脂衍生物等。其他蒸氣膜破裂劑之含量以組成物總量基準計宜為30質量%以下，且以20質量%以下較佳，10質量%以下更佳。尤其理想的是熱處理油組成物不含石油樹脂以外的蒸氣膜破裂劑。
一實施形態之熱處理油組成物不含α烯烴共聚物作為蒸氣膜破裂劑。
一實施形態之熱處理油組成物不含瀝青作為蒸氣膜破裂劑。
[(C)成分：金屬系清潔分散劑]
熱處理油組成物可含有金屬系清潔分散劑。藉由含有金屬系清潔分散劑，可提高冷卻性能。藉由同時含有用作(B)蒸氣膜破裂劑的石油樹脂與(D)金屬系清潔分散劑，可發揮優異之冷卻性能，且可獲得更進一步提升淬火時硬度的效果。
(C)金屬系清潔分散劑例如可列舉：含有選自鹼金屬原子及鹼土類金屬原子之金屬原子(較佳為鹼土類金屬原子)的有機金屬系化合物，具體而言，可列舉如：金屬柳酸鹽、金屬酚鹽及金屬磺酸鹽等。金屬原子宜為鈉原子、鈣原子、鎂原子或鋇原子，且以鈣原子或鎂原子較佳，鈣原子更佳。即，於一實施形態中，(C)金屬系清潔分散劑含有柳酸鈣、酚鈣及磺酸鈣中之至少1種。金屬系清潔分散劑可單獨使用，亦可組合2種以上使用。
(C)金屬系清潔分散劑之含量以組成物總量基準計宜為0~10質量%，且以0.1~7.5質量%較佳，0.5~5質量%更佳。若在上述範圍內，則由在基油中的分散性及優異冷卻性能之觀點來看是較為理想的。
[(D)成分：其他添加劑]
熱處理油組成物更可含有抗氧化劑、輝度改良劑等其他添加劑。其他添加劑之含量以組成物基準計宜為10質量%以下，且以0.01~5質量%更佳。
(抗氧化劑)
抗氧化劑可從以往使用作為熱處理油之抗氧化劑的公知抗氧化劑中適當地選擇任意者而使用。例如可列舉：胺系抗氧化劑、酚系抗氧化劑等。
胺系抗氧化劑例如可列舉：二苯基胺、具有碳數3~20之烷基的烷基化二苯基胺等二苯基胺系抗氧化劑；α-萘基胺、碳數3~20之烷基取代苯基-α-萘基胺等萘基胺系抗氧化劑等。
酚系抗氧化劑例如可列舉：2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯酚、2,6-二-tert-丁基-4-乙基苯酚、十八基-3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥苯基)丙酸酯等單酚系抗氧化劑；4,4’-亞甲基雙(2,6-二-tert-丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-tert-丁基苯酚)等二酚系抗氧化劑；受阻酚系抗氧化劑等。
該等抗氧化劑可單獨1種或組合2種以上使用。
抗氧化劑之含量以組成物總量基準計宜為0.01~10質量%，較佳為0.03~5質量%，更佳為0.05~3質量%。
(輝度改良劑)
輝度改良劑可使被處理物之外觀良好。輝度改良劑例如可列舉：油脂或油脂脂肪酸、烯基琥珀醯亞胺、取代羥基芳香族羧酸酯衍生物等。該等輝度改良劑可單獨1種或組合2種以上使用。
輝度改良劑之含量以組成物總量基準計宜為0.01~5質量%，更佳為0.02~3質量%。
於本發明之一實施形態中，熱處理油組成物中(A)基油及(B)蒸氣膜破裂劑之合計含量以組成物總量(100質量%)基準計宜為80~100質量%，且以90~99.5質量%更佳，97~99質量%尤佳。
於本發明之一實施形態中，熱處理油組成物中(A)基油、(B)蒸氣膜破裂劑及(C)輝度改良劑之合計含量以組成物總量(100質量%)基準計宜為90~100質量%，且以95~100質量%更佳，97.5~100質量%尤佳。
[熱處理油組成物之物性]
本實施形態之熱處理油組成物遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間亦即「300℃秒數」必須為6.5秒以上且少於10秒。若由兼顧淬火硬度與應變及其不均方面來看，則該300℃秒數更宜為6.6秒以上且9.5秒以下，以6.8秒以上且9.2秒以下更佳。
為了將熱處理油組成物之300℃秒數設定在上述範圍，宜將(A)基油之含量及動黏度、(B)蒸氣膜破裂劑(尤其是石油樹脂)之含量、軟化點及數量平均分子量、(C)金屬系清潔分散劑之含量及結構設定在上述實施形態之範圍內。
具有上述範圍之300℃秒數的熱處理油組成物可使用作為具有與JIS K2242：2012中2種1號油相同程度之冷卻性能的熱處理油(半熱油)。實施形態之熱處理油組成物相較於習知半熱油可實現淬火應變不均之抑制及高淬火硬度。
若由冷卻性能之觀點來看，則一實施形態之熱處理油組成物遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至400℃為止之冷卻時間亦即「400℃秒數」宜為2.0~4.5秒，且以2.25~4.0秒較佳，2.3~3.5秒更佳。
若由減低應變及減低其不均方面來看，則本實施形態之熱處理油組成物由遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線所獲得的特性秒數(蒸氣膜長度)宜為1秒以上，且以1.2秒以上更佳，1.3秒以上尤佳。又，若由減低淬火時各個零件冷卻性能之不均方面來看，則宜為10秒以下，且以5秒以下較佳，2.5秒以下更佳。
舉例言之，由冷卻曲線獲得的特性秒數(蒸氣膜長度)為1秒以上且10秒以下、1秒以上且5秒以下、1秒以上且2.5秒以下、1.2秒以上且10秒以下、1.2秒以上且5秒以下、1.2秒以上且2.5秒以下、1.3秒以上且10秒以下、1.3秒以上且5秒以下或1.3秒以上且2.5秒以下。
為了將熱處理油組成物之特性秒數設定在上述範圍，宜將(A)基油之含量及動黏度、(B)蒸氣膜破裂劑(尤其是石油樹脂)之含量、軟化點及數量平均分子量、(C)金屬系清潔分散劑之含量及結構等設定在上述實施形態之範圍內。
更具體而言，特性秒數可依據以下(1)、(2)來算出。
(1)遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法，將已加熱至810℃的銀試料投入至熱處理油組成物中，求出以時間為x軸、以該銀試料表面溫度為y軸的冷卻曲線。
(2)利用切線交叉法，自前述冷卻曲線算出到達熱處理油組成物之蒸氣膜階段結束的溫度(特性溫度)為止的秒數，並以該秒數作為特性秒數。
另，於上述(1)中，宜將測定時間之間隔設為1/100秒。
若由300℃秒數之觀點來看，則熱處理油組成物於40℃下動黏度宜為10~280mm2 /s，且以10~200mm2 /s較佳，或以65~230mm2 /s較佳，115~180mm2 /s更佳。
若由300℃秒數之觀點來看，則熱處理油組成物於100℃下動黏度宜為1~40mm2 /s，且以5~30mm2 /s較佳，10~20mm2 /s更佳。
[熱處理油組成物之製造方法]
實施形態之熱處理油組成物之製造方法並無特殊限制。舉例言之，實施形態之製造方法包含混合(A)基油、(B)蒸氣膜破裂劑以及視需要之(C)金屬系清潔分散劑及(D)其他成分。(A)成分~(D)成分可利用任何方法來摻合，摻合順序及其手法並無限制。
[熱處理油組成物之用途、淬火方法]
實施形態之熱處理油組成物於金屬材料之熱處理中可發揮優異之冷卻性能，可適合用作例如對碳鋼、鎳錳鋼、鉻鉬鋼、錳鋼等各種合金鋼進行淬火時的熱處理油。尤其是實施形態之熱處理油組成物可抑制淬火應變並達成已提升之淬火硬度，因此，舉例言之，可適合用作被運用在汽車用齒輪等之齒輪、金屬材料等之集體淬火的淬火油等。
使用實施形態之熱處理油組成物將金屬材料進行淬火處理時的該熱處理油組成物之溫度範圍可設定在屬於一般淬火處理溫度的60~150℃之範圍，亦可設定在170~250℃的高溫。
本發明之一實施形態提供一種金屬材料之熱處理方法。具體而言，該熱處理方法包含使用上述實施形態之熱處理油組成物將金屬材料進行熱處理。
本發明之一實施形態提供一種金屬材料之淬火方法。具體而言，其特徵在於使用上述實施形態之熱處理油組成物來處理金屬材料。於較佳態樣中，金屬材料之淬火方法特徵在於金屬材料之集體淬火時使用上述實施形態之熱處理油組成物來處理金屬材料。本發明之一實施形態提供一種金屬材料之集體淬火方法，其包含使用上述實施形態之熱處理油組成物來處理金屬材料。
於一實施形態中，金屬材料之淬火方法包含在60~200℃之油溫下處理金屬材料。
實施例
以下，參照實施例詳述本發明，惟本發明之技術範圍並不限於此。
實施例及比較例中使用的各原料以及各實施例及各比較例之熱處理油組成物之各物性測定是依循以下所示要領來求出。
(1)動黏度
根據JIS K2283：2000，使用玻璃製毛細管式黏度計，測得40℃下之動黏度及100℃下之動黏度。
(2)熱處理油組成物之冷卻性能
遵照JIS K2242：2012所規範之冷卻性能試驗方法，將已加熱至810℃的銀試料投入至熱處理油組成物中，求出銀試料之冷卻曲線，並算出以下「特性秒數」及「300℃秒數」。銀試料投入前的熱處理油組成物之油溫在所有實施例及所有比較例中皆設為120℃。
>特性秒數及特性溫度>
於上述冷卻曲線中，遵照JIS K2242：2012，算出蒸氣膜階段結束的溫度(特性溫度)，並以到達該溫度為止的秒數作為特性秒數。
>300℃秒數>
將上述冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間設為300℃秒數。
>400℃秒數>
將上述冷卻曲線中自800℃至400℃為止之冷卻時間設為400℃秒數。
(3)石油樹脂之物性
(i)軟化點
根據JIS K2207：2006進行測定。
(ii)數量平均分子量(Mn)
利用VPO法進行測定。
(iii)密度
遵照JIS K 0061：2001，測得20℃下之密度。
(iv)色相
遵照JIS K 6901：2008，測得黑曾色數。
(v)溴值
遵照JIS K 2605：1996進行測定。
[實施例1~2、比較例1~7]
如下述表1所示，於基油中摻合下述表1所示各成分，調製含有基油及該等各成分的實施例及比較例之熱處理油組成物，針對所調製熱處理油組成物，進行以下硬度及應變之評價。下述表1中顯示實施例及比較例之熱處理油組成物之性狀及評價結果。平均橢圓率愈小則淬火應變愈小，橢圓率3σ愈小則淬火應變之不均愈小，平均內部硬度愈大則淬火硬度愈高。平均有效硬化層深度及平均內部硬度之值愈大，淬火後處理物之硬度愈高，表示屬於冷卻性能優異之熱處理油。
>硬度及應變之評價>
使用圓筒形狀之膚鍛鋼(外徑：φ85mm、高度：44mm、壁厚：4mm、材質：鉻鉬鋼 SCM415)作為淬火評價用材料，並藉由下述條件進行熱處理(集體淬火)等，再者，針對下述項目進行評價。
>熱處理等條件>
熱處理條件：滲碳步驟930℃×150分、碳勢(CP)=1.1質量%
擴散步驟：930℃×60分、CP=0.8質量%
均熱步驟：850℃×20分、CP=0.8質量%
油冷條件：油溫120℃、油冷時間10分、攪拌20Hz
回火條件：180℃×60分
安置方法：刀架(淬火架8個、4個×2段)
>評價項目>
·平均橢圓率(mm)
·橢圓率3σ(mm)
·平均內部硬度(淬火材料1.5mm內部、HV)
·平均有效硬化層深度(mm)
[表1]
表1中使用的成分如下。
1.基油((A)成分)
基油1：石蠟系礦油(40℃動黏度480mm2 /s)(高黏度基油)
基油2：石蠟系礦油(40℃動黏度75mm2 /s)(低黏度基油)
基油3：石蠟系礦油(40℃動黏度97mm2 /s)(高黏度基油)
基油4：石蠟系礦油(40℃動黏度94mm2 /s)(高黏度基油)
基油5：石蠟系礦油(40℃動黏度395mm2 /s)(高黏度基油)
基油6：石蠟系礦油(40℃動黏度31mm2 /s)(低黏度基油)
基油7：石蠟系礦油(40℃動黏度14mm2 /s)(低黏度基油)
基油8：石蠟系礦油(40℃動黏度21mm2 /s)(低黏度基油)
基油9：石蠟系礦油(40℃動黏度120mm2 /s)(高黏度基油)
基油10：石蠟系礦油(40℃動黏度60mm2 /s)(低黏度基油)
基油11：石蠟系礦油(40℃動黏度200mm2 /s)(高黏度基油)
2.蒸氣膜破裂劑((B)成分)
石油樹脂1：完全加氫脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂(以C5餾分作為主原料的二環戊二烯-芳香族共聚合系加氫石油樹脂；軟化點：125℃、數量平均分子量：820、20℃下密度：1.03g/cm3 、色相(黑曾色數)：20、溴值：2.5g/100g)
石油樹脂2：部分加氫脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂(以C5餾分作為主原料的二環戊二烯-芳香族共聚合系加氫石油樹脂；軟化點：110℃、數量平均分子量：760、20℃下密度：1.05g/cm3 、色相(黑曾色數)：25、溴值：6g/100g)
α烯烴共聚物：100℃動黏度2000mm2 /s之α烯烴共聚物
3.添加劑
金屬系清潔分散劑((C)成分)：柳酸鈣
抗氧化劑：酚系抗氧化劑
輝度改良劑：油脂脂肪酸
如表1所示，已確認含有石油樹脂作為(B)蒸氣膜破裂劑且300℃秒數為6.5秒以上且少於10秒的實施例之熱處理油組成物具有400Hv以上之平均內部硬度及1.0mm以上之平均有效硬化深度，且平均橢圓率(小於0.21)及其不均(小於0.18之橢圓率3σ)之值小。
相對於此，當300℃秒數並非6.5秒以上且少於10秒的範圍，且/或不含石油樹脂時，無法獲得所期望之硬度及低應變(平均橢圓率、橢圓率3σ)中之至少一者或兩者。具體而言，300℃秒數大於10秒的比較例5~7之平均內部硬度皆小於350Hv。300℃秒數少於6.5秒且不含石油樹脂的比較例4及不含石油樹脂的比較例1、2之淬火應變(尤其是淬火應變之不均(橢圓率3σ))大。
本發明之範圍並不受限於以上說明，亦可針對上述例示以外，在無損本發明旨趣的範圍內適當地變更、實施。另，本說明書中記載的所有文獻及刊物，不論其目的，以參照方式將其全體納入本說明書中。又，本說明書包含構成本發明優先權主張基礎的日本專利申請特願2018-062472號(2018年3月28日申請)之申請專利範圍、說明書之揭示內容。
產業上之可利用性
本發明之熱處理油組成物可適當地使用於金屬材料之淬火等的熱處理加工時。

Claims (15)

  1. 一種熱處理油組成物，含有(A)基油及(B)蒸氣膜破裂劑，且遵照JIS K2242：2012之冷卻性能試驗方法求得之冷卻曲線中自800℃至300℃為止之冷卻時間亦即300℃秒數為6.5秒以上且少於10秒； 並且，前述(B)成分含有石油樹脂。
  2. 如請求項1之熱處理油組成物，其由冷卻曲線獲得的特性秒數為1秒以上。
  3. 如請求項1或2之熱處理油組成物，其更含有(C)金屬系清潔分散劑。
  4. 如請求項3之熱處理油組成物，其中前述(C)成分之含量以組成物總量基準計為0.01~10質量%。
  5. 如請求項1至4中任一項之熱處理油組成物，其由冷卻曲線獲得的特性秒數為2.5秒以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之軟化點為40~150℃。
  7. 如請求項1至6中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之數量平均分子量(Mn)為200~5,000。
  8. 如請求項1至7中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂為不飽和化合物經聚合或共聚合而成的樹脂，且該不飽和化合物係選自碳數4~10之脂肪族烯烴類、脂肪族二烯烴類、及碳數8以上且具有烯烴性不飽合鍵之芳香族化合物中之至少1種。
  9. 如請求項1至8中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂為選自脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族-芳香族共聚合系石油樹脂、二環戊二烯系石油樹脂、二環戊二烯-芳香族共聚合系石油樹脂、及該等之加氫石油樹脂與改質石油樹脂中之至少1種。
  10. 如請求項1至9中任一項之熱處理油組成物，其40℃動黏度為10~280mm2 /s。
  11. 如請求項1至10中任一項之熱處理油組成物，其中前述(A)成分包含40℃動黏度為1mm2 /s以上且小於85mm2 /s的低黏度基油、及40℃動黏度為85~550mm2 /s的高黏度基油。
  12. 如請求項1至11中任一項之熱處理油組成物，其中前述石油樹脂之含量以組成物總量基準計為0.1~90質量%。
  13. 如請求項1至12中任一項之熱處理油組成物，其中前述(A)成分之含量以組成物總量基準計為10~99.9質量%。
  14. 一種金屬材料之淬火方法，其特徵在於使用如請求項1至13中任一項之熱處理油組成物來處理金屬材料。
  15. 一種熱處理油組成物之製造方法，係製造如請求項1至13中任一項之熱處理油組成物，該製造方法包含混合前述(A)成分及前述(B)成分。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003052145A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-26 The Lubrizol Corporation Quenching oil compositions
JP4691405B2 (ja) * 2005-06-28 2011-06-01 出光興産株式会社 熱処理油組成物
JP5253772B2 (ja) * 2007-07-27 2013-07-31 出光興産株式会社 熱処理油組成物
WO2016117566A1 (ja) * 2015-01-21 2016-07-28 出光興産株式会社 蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物
JP6569145B2 (ja) * 2015-02-18 2019-09-04 出光興産株式会社 熱処理油組成物
CN107250388A (zh) * 2015-02-18 2017-10-13 出光兴产株式会社 热处理油组合物
CN107151728B (zh) * 2017-05-08 2018-11-02 三河市炬峰生物能源有限公司 一种转基因大豆油型金属热处理淬火油及其制备方法

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