[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)機(jī)高分子水溶性淬火介質(zhì)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110032458.1
• 申請(qǐng)日: 2011-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102061365A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;張樹(shù)起;王銀環(huán);那鐵駿;王元麒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連三金潤(rùn)滑油有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21D1/60
• 分類(lèi)號(hào): C21D1/60
• 代理公司: 大連非凡專(zhuān)利事務(wù)所 21220
• 代理人: 閃紅霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種淬火介質(zhì)，尤其是一種冷卻特性分布合理、性能穩(wěn)定、安全環(huán)保，可降低成本，適用于GCr15、GCr15SiMn和42CrMo等軸承鋼淬火的無(wú)機(jī)高分子水溶性淬火介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)

以往，軸承行業(yè)為提高工件表面硬度，大多使用以石油為主要原料的淬火油，存在以下問(wèn)題：

1．高溫區(qū)冷速較慢，直徑Φ40mm以下的GCr15工件尚可達(dá)到質(zhì)量要求，

但是直徑Φ40mm以上的工件，就會(huì)出現(xiàn)淬不硬或淬硬層淺的現(xiàn)象；

2．使用過(guò)程油煙大、空氣污染嚴(yán)重，不僅直接危害操作者的身心健康，而且因油煙為易燃?xì)怏w，極易發(fā)生火災(zāi)；

3．制作成本高且使用消耗量大，特別是要求工件有較高的淬火溫度，工件加熱時(shí)間長(zhǎng)，耗費(fèi)電能多，加大了工件的熱處理成本。

為了解決淬火油所存在的問(wèn)題，目前已有少數(shù)水基淬火介質(zhì)，盡管環(huán)保，消除了易發(fā)生火災(zāi)的安全隱患，但是其性能不穩(wěn)定，介質(zhì)使用溫度范圍窄（20~50℃），易變質(zhì)、使用壽命短，同時(shí)淬火工件容易出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，致使其難以在軸承等特殊行業(yè)推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種冷卻特性分布合理、性能穩(wěn)定、安全環(huán)保，可降低成本，適用于GCr15、GCr15SiMn和42CrMo等軸承鋼淬火的無(wú)機(jī)高分子水溶性淬火介質(zhì)及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種無(wú)機(jī)高分子水溶性淬火介質(zhì)，其特征在于是由聚合氯化鋁、氫氧化鈉、氯化鋅、氯化鉀和水混合而成的波美度為8~35的水溶液，各原料質(zhì)量配比如下：

聚合氯化鋁?????????????????????59~62

濃度為10%的氫氧化鈉??????19~21

氯化鋅???????????????????????????14~16

氯化鉀???????????????????????????11~13

水??????????????????????????????????余量。

一種上述無(wú)機(jī)高分子水溶性淬火介質(zhì)的制備方法，其特征在于依次按如下步驟進(jìn)行：

a.?將質(zhì)量份數(shù)為59~62的聚合氯化鋁與質(zhì)量份數(shù)為40~50的水置于容器中攪拌至完全溶解；

b.?將質(zhì)量份數(shù)為19~21、濃度為10%的氫氧化鈉水溶液加入容器中攪拌均勻；

c.?將質(zhì)量份數(shù)為14~16的氯化鋅先溶于質(zhì)量份數(shù)為85~90的水中，再將氯化鋅水溶液置于容器中攪拌均勻；

d.?將質(zhì)量份數(shù)為11~13的氯化鉀先溶于質(zhì)量份數(shù)為85~90的水中，再將氯化鉀水溶液置于容器中攪拌均勻；

e.?用水調(diào)制容器中的溶液至波美度為8~35。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1．具有理想的冷卻曲線，冷卻特性分布合理，淬火開(kāi)始因無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)的爆膜作用，冷卻速度比水還快0.5~1s，使蒸汽膜階段消失，即高溫區(qū)（850~600℃）無(wú)蒸汽膜階段，迅速進(jìn)入快速冷卻階段，中溫區(qū)（600~300℃）仍保持很高的冷卻速度（最大258℃/s），而在低溫區(qū)（300℃以下）又迅速降低冷卻速度。高溫區(qū)的快速冷卻能力確保了大型工件、低合金材料獲得較深的淬硬深度和較高的表面硬度；低溫區(qū)低速冷卻，降低了馬氏體轉(zhuǎn)變速度，大大減小了淬火時(shí)的組織應(yīng)力，減少了工件開(kāi)裂傾向，可完全達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T1255要求。而且經(jīng)專(zhuān)業(yè)性的力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)試，在承載負(fù)荷上優(yōu)于油淬火，可顯著提高特大型套圈的硬度和硬度均勻性;

2．制作及使用過(guò)程中均無(wú)毒、無(wú)污染，不僅可以避免危害操作者的身心健康，而且因不含易燃?xì)怏w，消除可引起火災(zāi)的安全隱患；

3．可大幅度降低成本，體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

a.???鋼材代用

在質(zhì)量滿足JB/T1255標(biāo)準(zhǔn)的前提下，采用傳統(tǒng)的油淬火工藝，GCr15滾

動(dòng)體可使用到直徑≤40mm，GCr15套圈可用至有效厚度≤18mm；而采用本發(fā)明，GCr15滾動(dòng)體可擴(kuò)展到直徑≤80mm，GCr15套圈可用至有效厚度≤45mm，可用GCr15鋼代替GCr15SiMn鋼，性能提高，鋼材成本降低；

b.?以水代油

本發(fā)明同淬火油相比，制作成本每噸可降低2500元，使用過(guò)程中工件帶出量極少，消耗量顯著減少；其性能穩(wěn)定可靠，不易變質(zhì)、發(fā)臭，使用壽命長(zhǎng)；

c.?節(jié)省電耗

淬火工件的加熱溫度相對(duì)降低，縮短了加熱時(shí)間，節(jié)省了電能;