[发明专利]一种新型淬火油及其制造方法

说明书

本发明公开了一种新型淬火油及其制造方法，属于金属热处理与表面处理技术领域。该淬火油的组成成分及各组分质量份数为：精制基础油27～39份，催冷剂3～5份，光亮剂0.2～0.4份，表面活性剂0.4～0.6份，抗氧化剂0.03～0.06份。本发明制备的淬火油能使淬火工件获得最佳的淬火硬度及金相组织，实现工件需要的机械强度及韧性，又能够实现淬火油长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用，节约能源，提高效率。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，更具体地说，涉及一种新型淬火油及其制造方法。

背景技术

淬火是热处理工艺过程中最重要的一种工艺，所谓淬火是把钢加热到临界点以上，保温一定时间，在淬冷介质中急冷，从而得到马氏体组织的工艺过程。淬火的目的是增加钢的硬度和耐磨性，使零件获得好的综合机械性能。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。

目前使用量最大的是矿物油淬火介质，即淬火油。淬火油是一种工艺用油，用做淬火介质必须具备以下几个特性：(1)良好的冷却性能，冷却性能是淬火介质重要的性能，其质量直接影响到淬火零件的质量，良好的冷却性能可保证淬火后的零件具有一定的硬度及合格的金相组织，可以防止零件变形和开裂；(2)高闪点和燃点，(所谓的闪点是指在标准条件下加热油品，油品的蒸气与空气的混合物和明火接触时，开始闪火并立即熄灭的温度，称为闪点。)由于淬火油的工作条件苛刻，长期工作在较高的温度环境下，且淬火时，油的温度会瞬时升高，因而存在被引燃的潜在危险，如果油的闪点和燃点较低，可能发生着火现象，因此淬火油应具有较高的闪点和燃点。通常闪点应比使用油温要高出60～80℃，同时，高温引起的油烟也对环境构成危害，因此淬火油必须具有较高的闪点和燃点；(3)良好的热氧化安定性，淬火油长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用，要求油品具有良好的抗氧化、抗热分解和抗老化等性能，以保证油品的冷却性能和使用寿命；(4)低粘度，油品的粘度与它的附着量、携带损失和冷却性能有一定的关系；(5)水分含量低，油品中的过量水分会影响零件的热处理质量，造成零件软点、淬裂或变形，也可能造成油品飞溅，发生事故，因此，一般规定淬火油中的含水量不超过0.05％；(6)其他特性，除了上述特性外，淬火油还应无毒、无味、易处理、对环境无污染，并使淬火后的工件表面光亮。

基于以上准则，申请人于申请日为2014.12.16提出的，申请号为201410783888.0的中国发明专利，公开了一种淬火油的制备方法，该淬火油的组成成分包括精制基础油17～19份，催冷复剂0.2～0.6份，发黑复剂0.1～0.3份，光亮剂0.2～0.5份，表面活性剂1～2份。该淬火油具有分散性好、稳定性好和热传递性好等优点。

淬火工艺过程中淬火油冷却能力(主要指标为冷却速度)的好坏将直接影响到加工零件的机械性能，实践证明，淬火油的淬火烈度对工件热处理后的变形及开裂具有直接影响，是导致金属工件变形的重要因素之一。但是，在实际的应用过程中，不同材质的器件，其淬透性以及临界淬透厚度又有极大的差别，提高淬火油的冷却速度，可以提高工件表面的淬透厚度，使其获得均匀的中心组织；但是一味的选择冷却速度高的淬火油，又会提高工件淬火后形变发生的可能性。尤其是对于大截面、细长工件以及多棱角精密工件来说，淬火油的冷却能力(尤其是冷却速度)过大，介质冷却后工件变形的倾向越大，淬火加热时，加热时的应力和组织应力增大，越容易引起开裂；但是，若选用的淬火油的冷却能力不够，会因为冷却强度不足和转移时间过长，导致淬火工件无法获得均匀的硬度及金相组织，达不到规定要求的机械强度及韧性，从而使工件的承载能力和疲劳寿命降低；因此，针对不同的工件(材质、结构等)，选用最优最契合的淬火油，精确控制冷却速度以及冷却能力，是防止工件淬火变形，获得均匀硬度、完美金相组织，达到最优机械强度及韧性，提高工件承载能力和使用寿命的决定性步骤之一。

除了淬火油冷却能力的影响，其在工件淬火过程中能够给工件提供性质稳定以及温度均匀的淬火环境，同样会对工件的淬火性能产生很大影响。比如，淬火油在使用过程中，热安定性不够，会因高温造成自身性质的改变，引起工件淬火环境的改变；或者，工件(尤其是大截面或者大体积工件)在淬火过程中，受热不均匀(淬火油温度不均匀)，同样会影响淬火工件的质量。