[發(fā)明專利]一種用于鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310714011.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104726656A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊銀;閆曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C21D1/60
• 分類號: C21D1/60;C22F1/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬熱處理淬火劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)。

背景技術(shù)

在鋁合金熱處理中，一般采用水作為淬火介質(zhì)。對于鋁合金精密零件，水冷卻速度過快易造成零件嚴重變形和極大的淬火殘余應力，加大了校正工作量和難度，使零件的尺寸難以保證，同時由于淬火殘余應力的影響，易造成零件在使用過程中穩(wěn)定性能差甚至開裂而報廢。目前部分航空用鋁合金淬火介質(zhì)選擇60℃-70℃的熱水，雖然可以降低零件的淬火殘余應力，但影響淬火效果，導致時效后的抗拉強度等力學性能降低。

水溶性淬火介質(zhì)是一種添加一定濃度的水溶性聚合物的淬火介質(zhì)，可以獲得水、油之間的冷卻特性，通過調(diào)節(jié)水溶性聚合物的濃度，獲得不同的冷卻速度。我國水溶性淬火介質(zhì)，近幾年有了一定程度的發(fā)展，應用較廣泛的為聚二醇（PAG，聚烷撐乙二醇）淬火介質(zhì)。目前專利報道的有CN201110052521.8一種環(huán)保型水溶性聚合物淬火介質(zhì)，其主要由分子量20000-30000水溶性聚醚、分子量為5000-15000的水溶性聚醚及防銹劑、消泡劑、水等組成，聚醚給出濃度范圍太廣，無針對性，需根據(jù)零件尺寸調(diào)整組元成分，其它專利如CN02132504.9、CN200810119463、CN102329926A等公布的淬火劑主要為適用于鋼的淬火劑，而對鋁合金精密零件專用淬火劑鮮有報道。本發(fā)明是在原有聚二醇（PAG）淬火介質(zhì)的基礎(chǔ)上，針對鋁合金精密零件淬火特性對聚合物成分進行了改進，發(fā)明了一種新的鋁合金精密零件專用水溶性淬火介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)，以解決鋁合金精密零件淬火殘余應力大與力學性能無法兼顧等難題，確保鋁合金精密零件淬火后，殘余應力小，且力學性能能滿足使用要求。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)，其組成成分的重量百分比為：聚二醇18-22%、防腐劑0.6-1.0%、消泡劑為0.05-0.15%、沉降劑為500-700ppm，余量為水；所述防腐劑為亞硝酸鹽，所述消泡劑為聚醚改性硅，所述沉降劑為復合堿。

所述聚二醇數(shù)均分子量為8000-10000。

所述淬火介質(zhì)用于厚度為1-5mm的鋁合金精密零件。

所述淬火介質(zhì)使用溫度為20℃-40℃。

本發(fā)明所述的聚二醇的濃度可根據(jù)零件厚度在18-22%范圍內(nèi)適當調(diào)整，厚度小取上限，厚度大取下限。

上述淬火介質(zhì)的制備方法為：

將聚二醇、防腐劑、消泡劑、沉降劑及水按配方中比例加入淬火槽中，攪拌均勻，完成制備。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的一種用于鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)，由于采用了合適的淬火介質(zhì)，能降低零件的初始冷卻速度，并使零件表面均勻冷卻，減少零件變形及殘余應力。該淬火介質(zhì)在440℃-250℃冷卻能力強，有良好的冷卻特性，在降低殘余應力的同時并不影響零件的時效后的力學性能，保證產(chǎn)品質(zhì)量，另淬火介質(zhì)中各組分的配比可根據(jù)零件厚度適當調(diào)整，保證鋁合金精密零件的淬火效果。

具體實施方式

該淬火劑使用溫度為20℃-40℃，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

配置濃度為23%的適用于厚度偏薄（<1.5mm）的鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)，以質(zhì)量百分比計，聚二醇(分子量8000)用量為22%，防腐劑亞硝酸鹽用量為0.85%，消泡劑聚醚改性硅用量為0.1%，沉降劑復合堿的用量為500ppm，自來水的用量為77%。

配置的23%濃度的水溶性淬火介質(zhì)的性能及冷卻特性如表1所示。通過該淬火介質(zhì)的使用，鋁合金精密零件的殘余應力明顯減少，

且力學性能符合使用要求，未出現(xiàn)工件腐蝕情況。

表1?實施例1淬火介質(zhì)的性能及冷卻特性

實施例2

配置濃度為21%的適用于厚度偏中（1.5-4mm）的鋁合金精密零件的水溶性淬火介質(zhì)，以質(zhì)量百分比計，聚二醇(分子量8000)用量為20%，防腐劑亞硝酸鹽用量為0.85%，消泡劑聚醚改性硅用量為0.1%，沉降劑復合堿的用量為500ppm，自來水的用量為79%。

配置的21%濃度的水溶性淬火介質(zhì)的性能及冷卻特性如表2所示。通過該淬火介質(zhì)的使用，鋁合金精密零件的殘余應力明顯減少，且力學性能符合使用要求，未出現(xiàn)工件腐蝕情況。