WO2025205201A1 - 熱処理油 - Google Patents

熱処理油

Info

Publication number
WO2025205201A1
WO2025205201A1 PCT/JP2025/010316 JP2025010316W WO2025205201A1 WO 2025205201 A1 WO2025205201 A1 WO 2025205201A1 JP 2025010316 W JP2025010316 W JP 2025010316W WO 2025205201 A1 WO2025205201 A1 WO 2025205201A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil
heat treatment
mass
olefin
quenching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/010316
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇仁 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Publication of WO2025205201A1 publication Critical patent/WO2025205201A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/58Oils

Definitions

  • the present invention relates to heat treatment oil.
  • Heat treatment processes such as quenching of metal materials are usually carried out using a heat treatment liquid to impart a desired hardness to the metal material, and therefore the heat treatment liquid must have excellent cooling performance to increase the hardness of the metal material.
  • Water is a liquid with excellent cooling capacity, but water-based heat treatment liquids have the risk of causing quenching cracks in metal materials due to their excessive cooling capacity, and they also cause significant quenching distortion. For this reason, oil-based heat treatment liquids, i.e., heat treatment oils, are generally used in heat treatment processes such as quenching of metal materials.
  • the cooling rate is not constant, and they are usually cooled through the following three stages (1) to (3).
  • the first stage vapor film stage in which the metal material is enveloped in heat treatment oil vapor.
  • the second stage in which the vapor film breaks and boiling occurs.
  • the third stage occurs when the temperature of the metal material drops below the boiling point of the heat treatment oil and heat is removed by convection.
  • the cooling rate is greatest in the second boiling stage.
  • the hardness of the resulting metal material may be insufficient, depending on the material, for example, carbon steel.
  • Patent Document 1 discloses an invention relating to a heat treatment oil using multiple types of metal soaps, which has good aqueous cleanability after quenching treatment.
  • Patent Document 2 discloses a gas quenching method that uses gas as a coolant instead of heat treatment oil, thereby eliminating the need for cleaning treatment.
  • Patent Document 3 discloses an invention relating to an apparatus equipped with a reduced-pressure drying chamber for vaporizing heat treatment oil.
  • Patent Document 4 discloses a heat treatment oil containing a specific ⁇ -olefin oligomer compound.
  • Patent Document 2 does not consider a base oil that allows the omission of a washing treatment after heat treatment.
  • the present invention therefore aims to provide a heat treatment oil that combines cooling and evaporative properties, allowing existing heat treatment equipment to be used while eliminating the need for post-heat treatment cleaning.
  • the inventors discovered that heat-treated oil containing a specific poly- ⁇ -olefin as a base oil can solve the above problems, leading to the completion of this invention.
  • the present invention provides the following [1] to [10].
  • [1] A heat-treated oil containing a poly- ⁇ -olefin as a base oil, wherein the kinematic viscosity of the poly- ⁇ -olefin at 40° C. is 5.0 to 12.0 mm 2 /s.
  • [2] The heat treatment oil according to the above [1], wherein the kinematic viscosity of the poly- ⁇ -olefin at 100° C. is 1.5 to 3.0 mm 2 /s.
  • [3] The heat treatment oil according to [1] or [2] above, wherein the content of the poly- ⁇ -olefin is 50 mass% or more based on the total amount of the heat treatment oil.
  • the heat treatment oil according to any one of [1] to [5] above which is used as a quenching oil.
  • a method for manufacturing a metal component comprising a quenching step of immersing a heated metal component in the heat treatment oil according to any one of [1] to [6] above and cooling the component.
  • the present invention makes it possible to provide a heat treatment oil that has both cooling properties and evaporative properties.
  • the heat treatment oil of this embodiment is a heat treatment oil containing a poly- ⁇ -olefin as a base oil, and the kinematic viscosity of the poly- ⁇ -olefin at 40° C. is 5.0 to 12.0 mm 2 /s.
  • the heat-treated oil of this embodiment contains PAO as a base oil.
  • the PAO has a kinematic viscosity at 40° C. (hereinafter, sometimes referred to as "40° C. kinematic viscosity") of 5.0 to 12.0 mm 2 /s.
  • the kinematic viscosity of the PAO at 40°C is 5.0 mm 2 /s or more, the cooling property during heat treatment is good.
  • the kinematic viscosity is 12.0 mm 2 /s or less, the evaporation property of the heat treatment oil is good, and the cleaning treatment after heat treatment can be omitted, resulting in excellent productivity.
  • the kinematic viscosity at 40°C and the kinematic viscosity at 100°C refer to values measured in accordance with JIS K2283:2000.
  • ⁇ -olefins may be linear or branched, and one type of ⁇ -olefin may be used alone, or two or more types of ⁇ -olefins may be used in combination.
  • the catalyst used for oligomerizing the ⁇ -olefin is not particularly limited, but for example, a metallocene catalyst can be used.
  • the heat-treated oil of this embodiment may or may not further contain a base oil other than PAO.
  • base oils other than PAO include one or more selected from the group consisting of synthetic oils that do not fall under the category of PAO and mineral oils.
  • flash point> The properties of the heat-treated oil of this embodiment are not particularly limited, but it is preferable that the flash point be 130°C or higher, more preferably 140°C or higher, even more preferably 150°C or higher, and particularly preferably 160°C or higher.
  • the flash point of the monoester (A) refers to a value measured by the Cleveland Open Carbon Method (C.O.C. method) in accordance with JIS K2265-4:2007.
  • the volatility of the heat-treated oil of this embodiment can be evaluated based on the amount of residual oil measured under the following measurement conditions.
  • Measurement conditions Using a Tg-DTA apparatus according to JIS K0129:2005, 5.0 mg of sample oil was weighed out and set at the sample measurement location in the heating furnace. The heating furnace was then closed, and the temperature was raised to 200°C at 25°C/min while flowing nitrogen at 200 mL/min. After reaching 200°C, the oil was held for 2 hours, and the mass of the residual oil after holding was measured, and the mass ratio to the mass before holding was measured.
  • the heat treatment oil of this embodiment has excellent volatility, particularly under the temperature conditions of the tempering step, and can therefore be evaporated from the metal component during the tempering step.
  • the heating temperature in the tempering step can be appropriately set depending on the hardness and toughness of the target metal member, but is, for example, about 150 to 600°C.
  • the heat treatment oil of this embodiment can be used for heat treatments such as quenching, tempering, annealing, and normalizing. Furthermore, since the heat treatment oil of this embodiment has excellent cooling properties and evaporativity, the heat treatment oil of this embodiment can be suitably used in heat treatments that do not require cleaning after the heat treatment, and can be particularly suitably used as a cleansing-less quenching oil that does not require cleaning after quenching.
  • ⁇ -olefin a mixture mainly consisting of C16 olefin and C18 olefin, kinematic viscosity at 40°C: 2.971 mm 2 /s
  • PAO1 1-decene oligomer, kinematic viscosity at 40° C.: 5.575 mm 2 /s
  • PAO2 1-decene oligomer, kinematic viscosity at 40°C: 6.459 mm 2 /s
  • PAO3 1-decene oligomer, kinematic viscosity at 40° C.: 7.709 mm 2 /s
  • PAO4 ⁇ -olefin oligomer, kinematic viscosity at 40° C.: 9.545 mm 2 /s
  • PAO5 ⁇ -olefin oligomer, kinematic viscosity at 40° C.: 13.47 mm 2 /s
  • PAO6 1-de
  • Ca salicylate calcium salicylate (calcium atom content: 8.0 mass %, base number (perchloric acid method): 225 mg KOH/g, density: 1.051 g/cm 3 )
  • Na sulfonate sodium sulfonate (sodium atom content: 3.4 mass%, density: 1.02 g/cm 3 )
  • Table 1 shows the compositions and evaluation results of the heat treatment oils of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, as well as the evaluation results of Comparative Example 6, which used air as a coolant.
  • the heat-treated oils of Examples 1 to 4 which used PAOs with kinematic viscosities at 40°C of 5.0 to 12.0 mm 2 /s as base oils, had excellent volatility, relatively short characteristic seconds, and relatively high H values.
  • the heat-treated oil of Comparative Example 1 which used a mineral oil as the base oil
  • the heat-treated oils of Comparative Examples 3 to 5 which used a PAO with a kinematic viscosity at 40°C of more than 12.0 mm 2 /s, had low volatility and required cleaning after heat treatment.
  • the heat-treated oil of Comparative Example 2 which used a base oil with a kinematic viscosity at 40°C of less than 5.0 mm 2 /s, had a long characteristic time in seconds, a low flash point, and a relatively low H value. Furthermore, in Comparative Example 6, in which air was used as the coolant, the H value was low.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

基油としてポリα-オレフィンを含む熱処理油であって、前記ポリα-オレフィンの40℃における動粘度が5.0~12.0mm/sである熱処理油により、冷却性と蒸発性とを両立可能な熱処理油を提供する。

Description

熱処理油
 本発明は、熱処理油に関する。
 金属材料の焼入れ等の熱処理加工は、通常熱処理液を用いて金属材料に所望の硬さを付与するために行われる。そのため、熱処理液には、金属材料の硬さを高め得る、優れた冷却性能を有することが必要である。
 冷却能力に非常に優れた液体は水であるが、水系の熱処理液は、冷却性能が高過ぎて金属材料に焼割れが生ずる危険性があり、焼入れ歪も大きい。そのため、金属材料の焼入れ等の熱処理加工では、油系の熱処理液、すなわち熱処理油が一般的に使用されている。
 熱処理油の冷却性を示す指標としては、JIS K2242:2012で規定される冷却曲線において、800℃から300℃までの冷却時間から算出する、焼入強烈度(H値)が広く用いられている。
 また、金属材料の焼入れに関し、加熱された金属材料を熱処理油に投入した場合、冷却速度は一定ではなく、通常以下の(1)~(3)の三つの段階を経て冷却される。
(1)金属材料が熱処理油の蒸気で包まれる第1段階(蒸気膜段階)。
(2)蒸気膜が破れて沸騰が起こる第2段階(沸騰段階)。
(3)金属材料の温度が熱処理油の沸点以下となり、対流により熱が奪われる第3段階(対流段階)。
 上記の三つの段階のうち、冷却速度は第2段階の沸騰段階が最も大きい。そして、第1段階の蒸気膜段階が終了するまでの時間(JIS K2242:2012に準拠した冷却性試験における「特性秒数」)が長いと、材質により、例えば炭素鋼などでは、得られる金属材料の硬さが不十分となりやすい。
 一方、金属材料に対し焼入れを行うと硬さは向上するが、さらに粘り強さを付与すべく、再度加熱する焼戻し処理を行うことがある。この際、焼入れ後の金属材料には焼入れ油が付着しているため、これを除去すべく洗浄処理を施した上で焼戻し処理を行うことが一般的であるが、生産性を改善する観点からは、洗浄処理の軽減又は省略について検討がなされている。
 例えば、特許文献1には、焼入れ処理後の水系洗浄性が良好なものとして、複数種の金属石鹸を用いた熱処理油に関する発明が開示されており、特許文献2には、冷却材として熱処理油に代えてガスを用いることで洗浄処理を不要とするガス焼入れ方法が開示されており、また特許文献3には、熱処理油を気化させるために、減圧乾燥室を設けた装置に関する発明が開示されている。
 さらに、特許文献4には、特定のα-オレフィンオリゴマー系化合物を含む熱処理油が開示されている。
特開平9-176728号公報 特許第5817173号公報 国際公開第2021/240718号公報 特開2008-69321号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の熱処理油を用いたとしても、完全に洗浄処理を省略することができず、生産性の観点では課題が残る。
 次に、特許文献2に記載のガス焼入れ方法では、冷却ガスの吹付け圧力にもよるが、H値が不十分となることがあり、その場合には得られる金属材料の硬さは十分ではない。また、冷却ガスの圧力が高い部分と低い部分とで冷却性にムラが生じる虞がある。さらに、熱処理油による焼入れ方法を採っている場合においては、ガス焼き入れ方法に変更する際には既存の熱処理装置を完全に入れ替える必要性が生じてしまう。
 特許文献3に記載の装置も、既存の熱処理装置の入れ替えが必要となる上、用いる熱処理油によっては蒸発性が不十分となる虞がある。
 さらに、特許文献4においては、熱処理後の洗浄処理を省略可能とする基油についての検討はなされていない。
 そこで本発明においては、既存の熱処理設備を利用しつつ、熱処理後の洗浄処理を省略可能とする観点から、冷却性と蒸発性とを両立可能な熱処理油を提供することを目的とする。
 本発明者は、基油として特定のポリα-オレフィンを含む熱処理油が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は、下記[1]~[10]を提供する。
 [1]基油としてポリα-オレフィンを含む熱処理油であって、前記ポリα-オレフィンの40℃における動粘度が5.0~12.0mm/sである熱処理油。
 [2]前記ポリα-オレフィンの100℃における動粘度が、1.5~3.0mm/sである、上記[1]に記載の熱処理油。
 [3]前記ポリα-オレフィンの含有量が、前記熱処理油の全量基準で、50質量%以上である上記[1]又は[2]に記載の熱処理油。
 [4]クリーブランド開放法で測定される引火点が150℃以上である、上記[1]~[3]のいずれか1つに記載の熱処理油。
 [5]前記ポリα-オレフィンの下記測定条件で測定される残油量が1.0質量%以下である上記[1]~[4]のいずれか1つに記載の熱処理油。
[測定条件]
 JIS K0129:2005のTg-DTA装置を用い、試料油を5.0mg秤量し、加熱炉の試料測定場所にセットして加熱炉を閉じ、窒素を200mL/分で流しつつ、25℃/分で200℃まで昇温を行い、200℃到達後に2時間保持した後、保持後の残油の質量を測定した際の、保持前の質量に対する質量比。
 [6]焼入油として用いられる、上記[1]~[5]のいずれか1つに記載の熱処理油。
 [7]加熱した金属部材を、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載の熱処理油に浸漬して冷却する焼入れ工程を含む金属部材の製造方法。
 [8]前記焼入れ工程における焼入れ温度が、600~1400℃である上記[7]に記載の金属部材の製造方法。
 [9]前記焼入れ工程後に、金属部材の洗浄を行わずに、再度加熱する焼戻し工程を行う上記[7]又は[8]に記載の金属部材の製造方法。
 [10]前記焼戻し工程における加熱温度が150~600℃である上記[9]に記載の金属部材の製造方法。
 本発明によれば、冷却性と蒸発性とを両立可能な熱処理油を提供することが可能になる。
 本明細書に記載された数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。例えば、数値範囲として「A~B」及び「C~D」が記載されている場合、「A~D」及び「C~B」の数値範囲も、本発明の範囲に含まれる。
 また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
 また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
[熱処理油]
 本実施形態の熱処理油は、基油としてポリα-オレフィンを含む熱処理油であって、前記ポリα-オレフィンの40℃における動粘度が5.0~12.0mm/sである。
 上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討した結果、熱処理油が基油として上記特定のポリα-オレフィン(以下、「PAO」と記載することがある。)を含むと、焼入れ処理などの熱処理を行う際の冷却性を確保しつつ、熱処理後に洗浄をせずとも、焼戻しの際に蒸発させることができる程度の蒸発性を示すため、熱処理後の洗浄が不要となることを見出した。
 本実施形態の熱処理油は、上記PAOのみからなるものであってもよいが、本発明の効果を損なわない範囲で、PAO以外の他の成分を含有してもよい。
 本実施形態の熱処理油が添加剤を含む場合、PAO及び添加剤の合計含有量は、当該熱処理油の全量(100質量%)基準で、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。また、通常100質量%以下、好ましくは100質量%未満、より好ましくは99質量%以下、更に好ましくは98質量%以下である。
<ポリα-オレフィン>
 本実施形態の熱処理油は、基油としてPAOを含有する。
 本実施形態において、前記PAOは、40℃における動粘度(以下、「40℃動粘度」と記載することがある。)が5.0~12.0mm/sであるものである。
 前記PAOの40℃動粘度が5.0mm/s以上であると、熱処理時における冷却性が良好となる。また、当該動粘度が12.0mm/s以下であると、熱処理油の蒸発性が良好となり、熱処理後の洗浄処理を省略可能となるため生産性に優れる。
 なお、本明細書における40℃動粘度及び100℃動粘度とは、JIS K2283:2000に準拠して測定される値を意味する。
 上記PAOとしては、その製造方法に特に制限はなく、前記40℃動粘度を満たすものが得られるのであれば、いかなる方法であってもよいが、炭素数2~20のα-オレフィンをオリゴマー化して得られたα-オレフィンオリゴマーが好適である。
 前記原料となる炭素数2~20のα-オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、1-イコセンを挙げることができる。これらのα-オレフィンは直鎖状であっても、分岐を有するものであってもよく、また、1種のα-オレフィンを単独で用いてもよく、2種以上のα-オレフィンを組み合わせて用いてもよい。
 上記PAOの製造において、α-オレフィンのオリゴマー化に用いられる触媒は特に限定されないが、例えばメタロセン触媒を用いることができる。
 本実施形態の熱処理油において、前記PAOは、基油として機能する。
 本実施形態の熱処理油において、前記PAOの含有量は、熱処理油の全量(100質量%)基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上、更になお好ましくは95質量%以上であり、また、PAOの含有量は、熱処理油の全量(100質量%)基準で、好ましくは100質量%以下である。
(PAOの動粘度)
 PAOの40℃動粘度は、冷却性と蒸発性とを両立する観点から、好ましくは5.2mm/s以上11.0mm/s以下であり、より好ましくは5.3mm/s以上10.0mm/s以下である。
 また、PAOの100℃動粘度は、冷却性と蒸発性とを両立する観点から、好ましくは1.5mm/s以上3.0mm/s以下であり、より好ましくは1.7mm/s以上2.8mm/s以下である。
<PAO以外の他の基油>
 本実施形態の熱処理油は、PAO以外の他の基油をさらに含有してもよく、含有していなくてもよい。
 PAO以外の他の基油としては、例えば、PAOには該当しない合成油、及び鉱油からなる群から選択される1種以上が挙げられる。
 PAOには該当しない合成油としては、例えば、ポリビニルエーテル類;ポリアルキレングリコール類;ポリアルキレングリコール又はそのモノエーテルとポリビニルエーテルとの共重合体;ポリオールエステル類;ポリエステル類;ポリカーボネート類;脂環式炭化水素化合物;アルキル化芳香族炭化水素化合物;フィシャートロプシュプロセス等により製造されるGTL WAX(ガストゥリキッド ワックス)を異性化することによって製造されるGTL基油;等が挙げられる。
 なお、合成油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、PAOには該当しない合成油の含有量は、少ないことが好ましい。具体的には、PAOには該当しない合成油の含有量としては、PAO100質量部に対して、好ましくは3質量部未満、より好ましくは1質量部未満、更に好ましくは0.1質量部未満、より更に好ましくはPAOには該当しない合成油を含まないことである。
 鉱油としては、例えば、パラフィン系原油、中間基系原油、ナフテン系原油等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;これらの常圧残油を減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上施して得られる鉱油;ワックス異性化鉱油等が挙げられる。
 なお、鉱油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、鉱油の含有量は、少ないことが好ましい。鉱油は本実施形態の熱処理油において用いられるPAOよりも分子量の分布が広いため、これよりも低分子量又は高分子量の成分を含有する。低分子量の成分は、蒸発性が高く、すなわち蒸発しやすいため、熱処理油の蒸気膜段階が終了するまでの時間(特性秒数)が長くなってしまうことから、少ない方が好ましい。また、高分子量の成分は、蒸発性が低く、すなわち蒸発しにくいため、熱処理油の蒸発性を良好とする観点から、少ない方が好ましい。
 鉱油の含有量としては、上記の観点から、PAO100質量部に対して、好ましくは10質量部未満、より好ましくは1質量部未満である。
<添加剤>
 本実施形態の熱処理油は、所望により、熱処理油において慣用されている添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、光輝性改良剤、酸化防止剤、冷却性向上剤、蒸気膜破断剤等が挙げられる。
 添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(光輝性改良剤)
 本実施形態の熱処理油が光輝性改良剤を含む場合、外観の光輝性を向上させることができる。
 光輝性改良剤としては、例えば、油脂;アルキルコハク酸の完全エステル及びアルキルコハク酸イミド並びにこれらの誘導体;アルケニルコハク酸の完全エステル、アルケニルコハク酸イミド、並びにこれらの誘導体;置換ヒドロキシ芳香族カルボン酸エステル(完全エステル)、その誘導体等が挙げられる。
 具体的には、例えば、ポリブテニルコハク酸イミド、ポリイソブテニルコハク酸イミド、ペンタデセニルコハク酸等が挙げられる。
 これらの光輝性改良剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 光輝性改良剤の含有量は、熱処理油の全量基準で、好ましくは0.1質量%~5.0質量%、より好ましくは0.3質量%~3.0質量%、更に好ましくは0.4質量%~2.5質量%である。
(酸化防止剤)
 酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-パラクレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシメチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェノール、2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェノール、n-オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)プロピオネート等の単環フェノール類;4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-イソプロピリデンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)等の多環フェノール類;等が挙げられる。
 硫黄系酸化防止剤としては、アルキルスルフィド系、チアジアゾール系、チオカーバメート系化合物等が挙げられる。
 アルキルスルフィド系の硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジドデシルスルフィド、ジドデシルジスルフィド、ジオクタデシルスルフィド、ジオクタデシルジスルフィド、ジドデシルチオジプロピオネート、ジドデシルジチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルジチオジプロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネート、ジラウリルジチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジステアリルジチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジミリスチルジチオジプロピオネート、ドデシルオクタデシルチオジプロピオネート、ドデシルオクタデシルジチオジプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス-(3-ラウリルチオプロピオネート)、及びペンタエリスリトール-テトラキス-(3-ラウリルジチオプロピオネート)等が挙げられる。
 チアジアゾール系の硫黄系酸化防止剤としては、例えば、2,5-ビス(t-ノニルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(ジメチルヘキシルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(オクタデセニルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(メチルヘキサデセニルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(2-ヒドロキシオクタデシルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(n-オクトキシカルボニルメチルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-(2-エチルヘキシルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-(t-ノリルチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,4-ビス(2-エチルヘキシルジチオ)チアゾール、2,5-ビス(t-ノニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(ジメチルヘキシルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(オクタデセニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(メチルヘキサデセニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(2-ヒドロキシオクタデシルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(n-オクトキシカルボニルメチルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-(2-エチルヘキシルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-5-(t-ノニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(t-ノニルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(ジメチルヘキシルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(オクタデセニルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(メチルヘキサデセニルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(2-ヒドロキシオクタデシルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(n-オクトキシカルボニルメチルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2-アミノ-5-(2-エチルヘキシルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2-アミノ-5-(t-ノリルアミノ)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(t-ノリル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(ジメチルヘキシル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(オクタデセニル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(メチルヘキサデセニル)-1,3,4-チアジアゾール、2-オクチル-チアゾリン、2,5-ビス(2-ヒドロキシオクタデシル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(n-オクトキシカルボニルメチル)-1,3,4-チアジアゾール、2-(2-エチルヘキシル)-1,3,4-チアジアゾール、及び2-(t-ノリル)-1,3,4-チアジアゾール等が挙げられる。
 チオカーバメート系の硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ビス(ジメチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジブチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジメチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジブチルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジアミルチオカルバモイル)モノスルフィド、ビス(ジオクチルチオカルバモイル)モノスルフィド、及びメチレンビス(ジブチルジチオカーバメート)等が挙げることができる。
 その他硫黄系酸化防止剤として、例えば、フェノチアジン、2,6-ジ-t-ブチル-4-(4,6-ビス(オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン-2-イルアミノ)フェノール、及び2-メルカプトベンゾイミダゾール等の硫黄原子及び窒素原子を含有する化合物も挙げられる。
 さらに、ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド、2,2’-チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、及び4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)等の硫黄原子を含有するフェノール系化合物も挙げられる。
 アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系酸化防止剤、ナフチルアミン系酸化防止剤等が挙げられる。
 ジフェニルアミン系酸化防止剤としては、例えば、炭素数3~20のアルキル基を有するアルキル化ジフェニルアミン等が挙げられ、具体的には、ジフェニルアミン、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミン、4,4’-ジブチルジフェニルアミン、4,4’-ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’-ジオクチルジフェニルアミン、4,4’-ジノニルジフェニルアミン、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミン等が挙げられる。
 ナフチルアミン系酸化防止剤としては、例えば、炭素数3~20のアルキル置換フェニル-α-ナフチルアミン等が挙げられ、具体的には、α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、ブチルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘキシルフェニル-α-ナフチルアミン、オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、ノニルフェニル-α-ナフチルアミン等が挙げられる。
 これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 酸化防止剤の含有量は、熱処理油の全量基準で、好ましくは0.01質量%~5.0質量%、より好ましくは0.02質量%~3.0質量%、更に好ましくは0.05質量%~2.0質量%である。
(冷却性向上剤)
 冷却性向上剤としては、例えば、ホウ素含有アルケニルコハク酸イミド類等のイミド系分散剤、脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は二価カルボン酸アミド類等が挙げられる。
 これらの冷却性向上剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 冷却性向上剤の含有量は、熱処理油の全量基準で、好ましくは0.05質量%~5.0質量%、より好ましくは0.1質量%~3.0質量%、更に好ましくは0.3質量%~2.0質量%である。
 尚、本実施形態の熱処理油における蒸気膜破断剤の含有量は、熱処理油の蒸発性の観点から、熱処理油の全量基準で、好ましくは3質量%未満、より好ましくは1質量%未満、更に好ましくは0.1質量%未満、より更に好ましくは0.01質量%未満、更になお好ましくは蒸気膜破断剤を含有していないことである。
[熱処理油の物性]
<引火点>
 本実施形態の熱処理油は、その性状については特に制限はないが、引火点が130℃以上であるものが好ましく、140℃以上であるものがより好ましく、150℃以上であるものがさらに好ましく、160℃以上であるものが特に好ましい。
 なお、本明細書において、モノエステル(A)の引火点は、JIS K2265-4:2007に準拠し、クリーブランド開放法(C.O.C法)により測定される値を意味する。
<動粘度>
 本実施形態の熱処理油の40℃動粘度は、冷却性と蒸発性とを両立する観点から、好ましくは5.0mm/s以上12.0mm/s以下、より好ましくは5.2mm/s以上11.0mm/s以下、更に好ましくは5.3mm/s以上10.0mm/s以下である。
<冷却性>
 本実施形態の熱処理油は、後述する実施例に記載の方法により、焼入強烈度(H値)を用いることで、冷却性を評価することができる。
 H値は、JIS K2242:2012で規定される冷却曲線において、800℃から300℃までの冷却時間から算出することができる。
 本実施形態の熱処理油のH値は、好ましくは0.100cm-1以上、より好ましくは0.105cm-1以上、更に好ましくは0.110cm-1以上、特に好ましくは0.120cm-1以上である。
<特性秒数>
 本実施形態の熱処理油は、後述する実施例に記載の方法により、特性秒数を評価することができる。
 特性秒数は、蒸気膜段階の時間を短くし、焼入れ歪を抑制する観点から、好ましくは10秒以下、より好ましくは9.0秒以下、更に好ましくは8.0秒以下、より更に好ましくは7.0秒以下であり、最も好ましくは6.5秒以下である。
<残油量>
 本実施形態の熱処理油は、下記測定条件で測定される残油量により、蒸発性を評価することができる。
[測定条件]
 JIS K0129:2005のTg-DTA装置を用い、試料油を5.0mg秤量し、加熱炉の試料測定場所にセットして加熱炉を閉じ、窒素を200mL/分で流しつつ、25℃/分で200℃まで昇温を行い、200℃到達後に2時間保持した後、保持後の残油の質量を測定した際の、保持前の質量に対する質量比。
 上記測定条件により測定される残油量は、蒸発性の指標となり、熱処理後の洗浄処理を省略可能とする観点から、本実施形態の熱処理油の残油量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下である。
[金属部材の製造方法]
 本実施形態の金属部材の製造方法は、加熱した金属部材を、上記熱処理油に浸漬して冷却する焼入れ工程を含む。
 前記焼入れ工程における焼入れ温度は、好ましくは400~1500℃、より好ましくは500~1400℃、さらに好ましくは600~1400℃である。
 また、本実施形態の金属部材の製造方法は、前記焼入れ工程後に、金属部材の洗浄を行わずに、再度加熱する焼き戻し工程を含むことが好ましい。このようにして、焼入れ後の金属部材をそのまま焼き戻し工程に供することで、洗浄工程を省略することができ、生産性が改善する。そして、本実施形態の熱処理油は特に焼戻し工程の温度条件下における蒸発性に優れるため、焼戻し工程中に金属部材から蒸発させることができる。
 前記焼戻し工程における加熱温度は、目的とする金属部材の硬さや粘り強さに応じて適宜設定することができるが、例えば150~600℃程度である。
[熱処理油の用途]
 本実施形態の熱処理油は、焼入れ、焼戻し、焼なまし、及び焼ならし等の熱処理に用いることができる。
 また、本実施形態の熱処理油は、冷却性及び蒸発性に優れるため、本実施形態の熱処理油は、熱処理後の洗浄が不要な熱処理において好適に使用することができ、特に焼入れ後の洗浄を行わない洗浄レス焼入れ油として好適に使用することができる。
 本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[物性値の測定方法]
 物性値の測定法は、以下のとおりとした。
(1)40℃動粘度
 JIS K2283:2000に準拠して測定した。
<引火点の測定>
 JIS K2265-4:2007に準拠し、クリーブランド開放法(C.O.C法)により測定した。
[実施例1~4及び比較例1~6]
 以下に示す各成分を、表1に示す含有量とした熱処理油を用い、引火点、40℃動粘度を測定し、さらに蒸発性、特性秒数及びH値を評価した。
<基油、空気>
・α-オレフィン:C16オレフィンとC18オレフィンを主体とする混合物、40℃動粘度:2.971mm/s
・PAO1:1-デセンオリゴマー、40℃動粘度:5.575mm/s
・PAO2:1-デセンオリゴマー、40℃動粘度:6.459mm/s
・PAO3:1-デセンオリゴマー、40℃動粘度:7.709mm/s
・PAO4:α-オレフィンオリゴマー、40℃動粘度:9.545mm/s
・PAO5:α-オレフィンオリゴマー、40℃動粘度:13.47mm/s
・PAO6:1-デセンオリゴマー、40℃動粘度:17.32mm/s
・PAO7:1-デセンオリゴマー、40℃動粘度:30.46mm/s
・空気:熱処理油に代えて、5kg/cmにて空気を噴射
<添加剤>
・Caサリチレート:カルシウムサリチレート(カルシウム原子含有量:8.0質量%、塩基価(過塩素酸法):225mgKOH/g、密度:1.051g/cm
・Naスルホネート:ナトリウムスルホネート(ナトリウム原子含有量:3.4質量%、密度:1.02g/cm
[蒸発性の評価]
 JIS K0129:2005のTg-DTA装置を用いて評価した。
 試料油を5.0mg秤量し、加熱炉の試料測定場所にセットした。加熱炉を閉じ、窒素を200mL/分で流しつつ、25℃/分で200℃まで昇温を行い、200℃到達後に2時間保持した。その後、保持後の残油の質量を測定し、保持前の質量に対する比率(質量%)を算出した。
[冷却性の評価]
 JIS K 2242:2012に規定する冷却性試験法に準拠し、800℃から60秒間の温度変化を記録した冷却曲線を作成し、特性温度に達するまでの時間から特性秒数を求めた。また、作成した冷却曲線における800℃から300℃までの時間を用いて、阪大式冷却能評価法により、H値を求めた。
 但し、冷却材として空気を用いた比較例6においては、25℃の空気を5kg/cmで噴射し、冷却曲線を作成した。
 実施例1~4、比較例1~5の熱処理油の組成及び評価結果と、冷却材として空気を用いた比較例6の評価結果とを表1に示す。
 表1に示すように、40℃動粘度が5.0~12.0mm/sであるPAOを基油として用いた実施例1~4の熱処理油は、蒸発性に優れるとともに、特性秒数が比較的短く、かつ、H値も比較的高いものであった。
 これに対し、基油として鉱油を用いた比較例1の熱処理油や、40℃動粘度が12.0mm/s超のPAOを用いた比較例3~5の熱処理油は、蒸発性が低く、熱処理後の洗浄が必要なものであった。
 一方、40℃動粘度が5.0mm/s未満の基油を用いた比較例2の熱処理油は、特性秒数が長く、引火点が低く、またH値も比較的低い結果となった。
 また、冷却材として空気を用いた比較例6においては、H値が低い結果となった。

 

Claims (10)

  1.  基油としてポリα-オレフィンを含む熱処理油であって、前記ポリα-オレフィンの40℃における動粘度が5.0~12.0mm/sである熱処理油。
  2.  前記ポリα-オレフィンの100℃における動粘度が、1.5~3.0mm/sである、請求項1に記載の熱処理油。
  3.  前記ポリα-オレフィンの含有量が、前記熱処理油の全量基準で、50質量%以上である請求項1又は2に記載の熱処理油。
  4.  クリーブランド開放法で測定される引火点が150℃以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の熱処理油。
  5.  前記ポリα-オレフィンの下記測定条件で測定される残油量が1.0質量%以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の熱処理油。
    [測定条件]
     JIS K0129:2005のTg-DTA装置を用い、試料油を5.0mg秤量し、加熱炉の試料測定場所にセットして加熱炉を閉じ、窒素を200mL/分で流しつつ、25℃/分で200℃まで昇温を行い、200℃到達後に2時間保持した後、保持後の残油の質量を測定した際の、保持前の質量に対する質量比。
  6.  焼入油として用いられる、請求項1~5のいずれか1項に記載の熱処理油。
  7.  加熱した金属部材を、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱処理油に浸漬して冷却する焼入れ工程を含む金属部材の製造方法。
  8.  前記焼入れ工程における焼入れ温度が、600~1400℃である請求項7に記載の金属部材の製造方法。
  9.  前記焼入れ工程後に、金属部材の洗浄を行わずに、再度加熱する焼戻し工程を行う請求項7又は8に記載の金属部材の製造方法。
  10.  前記焼戻し工程における加熱温度が150~600℃である請求項9に記載の金属部材の製造方法。
PCT/JP2025/010316 2024-03-29 2025-03-18 熱処理油 Pending WO2025205201A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024056933A JP2025154115A (ja) 2024-03-29 2024-03-29 熱処理油
JP2024-056933 2024-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025205201A1 true WO2025205201A1 (ja) 2025-10-02

Family

ID=97216703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2025/010316 Pending WO2025205201A1 (ja) 2024-03-29 2025-03-18 熱処理油

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2025154115A (ja)
TW (1) TW202603186A (ja)
WO (1) WO2025205201A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007009238A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2007099905A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Asahi Glass Co Ltd 熱処理油組成物
JP2008013819A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Nippon Oil Corp 熱処理油組成物
JP2008069320A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2008069321A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油
JP2013194262A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2013213243A (ja) * 2012-03-30 2013-10-17 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理方法
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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007009238A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2007099905A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Asahi Glass Co Ltd 熱処理油組成物
JP2008013819A (ja) * 2006-07-06 2008-01-24 Nippon Oil Corp 熱処理油組成物
JP2008069320A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2008069321A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油
JP2013194262A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理油組成物
JP2013213243A (ja) * 2012-03-30 2013-10-17 Idemitsu Kosan Co Ltd 熱処理方法
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

Also Published As

Publication number Publication date
JP2025154115A (ja) 2025-10-10
TW202603186A (zh) 2026-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7722846B2 (ja) 熱処理油組成物
JP5930981B2 (ja) 熱処理油組成物
CN112088206B (zh) 润滑油组合物
WO2015107828A1 (ja) 金属加工油組成物
WO2016117566A1 (ja) 蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物
JP5490434B2 (ja) 熱処理油組成物
JP2025154115A (ja) 熱処理油
JP7699949B2 (ja) 熱処理油
JP7653374B2 (ja) 熱処理油組成物
WO2025164630A1 (ja) 熱処理油
JP2024146557A (ja) 熱処理油組成物
JP2025116974A (ja) 熱処理油
JP7860998B2 (ja) 熱処理油組成物
CN117716054A (zh) 热处理油组合物
JP6574390B2 (ja) 潤滑油組成物
JP6614568B2 (ja) 蒸気膜破断剤、及び熱処理油組成物
JP2010209422A (ja) 熱処理油組成物

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25778664

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1