[发明专利]一种水性淬火剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，具体涉及一种水性淬火剂的制备方法。

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，常见的热处理工艺有淬火、回火、退火、正火等。其中，淬火是将金属工件加热到相变温度以上，保温后在淬火介质中急剧冷却得到马氏体组织的过程。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。通过淬火工艺，能达到提高或调整工件的硬度以及耐磨性等目的。在这个过程中对淬火介质（淬火剂）的要求是：1、应避免工件变形和开裂；2、淬火剂易于清洗，不污染以及腐蚀工件表面；3、淬火剂性能稳定，耐高温、耐老化、不容易变质；4、便于配制、运输和储存，使用安全；5、原材料易得，成本低廉。

目前，常用的淬火介质有水性淬火剂和油性淬火剂，与油性淬火剂相比，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细小晶粒，有利于提高工件的综合力学性能，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和变形。另外，现有的水性淬火剂是以聚醚类增稠剂为主，聚醚类增稠剂原料为石油加工产品环氧乙烷和环氧丙烷，原料不可再生，且长链聚醚类只能部分生物降解，对环境有影响。因此，开发一种生物降解性好、淬火效果优异的水性淬火剂，成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对传统水性淬火剂以合成的聚醚类为主，原料不可再生，且聚醚类物质生物降解性差，易对环境造成污染的问题，提供了一种水性淬火剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取8～10g聚乙烯醇，倒入盛有200～300mL温度为20℃去离子水的烧杯中，搅拌后静置溶胀30～45min，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为90～95℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌混合2～3h，得黏稠浆液；

（2）称取600～800g蜗牛壳，清洗烘干后粉碎过筛，得蜗牛壳粉，称取300～400g所得蜗牛壳粉，倒入盛有3～4L浓度为1.0～1.2mol/L盐酸的烧杯中，再于室温条件下，搅拌反应18～24h，再将烧杯中物料过滤，得酸浸滤渣，再经洗涤干燥，得脱盐蜗牛壳粉；

（3）依次称取40～60g薄荷叶，10～20g金银花，20～30g野菊花，30～40g生姜，倒入植物组织粉碎机中，粉碎后得植物混合料；

（4）在混料机中，依次加入200～300mL水，10～20g琼脂，10～20g凡士林，60～80g脱盐蜗牛壳粉，200～300g桃胶，加热搅拌混合45～60min，再将混料机中物料均匀平铺于托盘中，于室温条件下静置固化3～5h，得自制固形物；

（5）将植物混合料均匀平铺于自制固形物表面，并用保鲜膜密封，再将托盘移至阳光下，暴晒4～6天，待暴晒结束，揭开保鲜膜，分离去除自制固形物表面植物混合料，并将托盘中自制固形物铲下，得改性自制固形物；

（6）按重量份数计，在混料机中依次加入60～80份上述所得改性自制固形物，120～150份黏稠浆液，40～60份水，4～8份茶皂素，于温度为45～55℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合3～5h，出料，灌装，即得水性淬火剂。步骤（1）所述的黏稠浆液中，还可以添加3～5g壳聚糖，0.2～0.3g戊二醛和15～20g谷朊粉。

步骤（2）所述的过筛条件为过60～80目筛。

步骤（4）所述自制固形物中还可以添加60～80mL丙酮，8～15mL甘油和80～100mL无水乙醇。

本发明的有益效果是：

（1）本发明利用聚乙烯醇、壳聚糖和谷朊粉等混合制得黏稠浆液，通过交联剂戊二醛的加入，戊二醛的醛基可与壳聚糖分子中大量氨基作用，形成网络凝胶，而谷朊粉的加入可有效提高网络凝胶的力学性能，提高网络凝胶的韧性，从而提高产品的成膜性能；