[發明專利]一種淬火介質

有效

• 申請號: 201610372834.4
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105803165B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 梁輝章;江陽飛
• 申請（專利權）人: 梁輝章;江陽飛
• 主分類號: C21D1/60
• 分類號: C21D1/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬熱處理領域，特別涉及一種水性淬火介質。

背景技術

為了改善例如鋼材等金屬材料的性能，需要對金屬材質的工件進行熱處理，常用的熱處理工藝有淬火、回火、退火、正火等熱處理方法。其中，鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。在淬火的過程中，工件的冷卻過程一般分為三個階段，即金屬材料被淬火介質的蒸汽包圍的第一階段(蒸汽膜階段)、蒸汽膜破裂沸騰的第二階段(沸騰階段)、金屬材料的溫度達到淬火介質的沸點以下通過對流奪取熱量的第三階段(對流階段)，然后被冷卻至室溫。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。經過淬火后鋼材的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等性能得到了大幅度的提升，從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。

目前，常用的淬火介質有水性淬火劑和油性淬火劑，水性淬火劑的特點是在整個冷卻過程中都具有很高的冷卻速度，在高溫冷卻階段高的冷卻速度可以促使形成晶粒細小的工件，有利于提高工件最終的性能，但在低溫階段，過快的冷卻速度使工件的內應力過大，因此容易導致工件開裂。與水性淬火劑相比，油性淬火劑的特點是整個冷卻階段的冷卻速度慢，雖然可以防止工件在低溫階段由于內應力過大而導致開裂，但是由于高溫階段冷卻速度較慢，因此容易導致工件晶粒較大，降低工件淬火后的性能。此外，傳統的油性淬火劑通常以具有石油餾分的礦物油作為基礎油，配以添加劑而成。礦物油特有的性能決定了在淬火時會產生大量的煙霧，因此容易污染環境，環保功能較差。而且，以礦物油為基礎的油性淬火劑冷卻速度范圍窄，礦物油的閃點低，容易引發火災，使用不安全。應用于建筑行業、橋梁工程等領域的鋼材用量和規格不斷增加。但是鋼材在儲存、運輸和使用過程中易在二氧化碳、氧氣、水、酸等周圍介質中腐蝕生銹。腐蝕不僅造成鋼材的浪費，影響鋼材的外觀，而且會造成生產和生活的安全隱患。

因此需要通過改進現有淬火介質的配方，使其不僅能使鋼材工件力學性能優異，而且能有效抑制鋼材工件的腐蝕。

發明內容

本發明提供了一種淬火介質，以質量百分比計，其含有以下組分：氯化鋅：0.5-10%；氫氧化鈉：1-15%；皂化劑：0.01-5%；進口淬火助劑：0.01-5%；水：余量。

作為本發明優選地實施方式，以質量百分比計，所述皂化劑含有以下組分：非離子表面活性劑：3-5%；陰離子表面活性劑：4.5-10%；流散劑：4-8%；無水硫酸鈉：余量。

作為本發明優選地實施方式，其特征在于，所述非離子表面活性劑為選自C12-C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12-C14烷基糖苷、C12-C18醇與環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物的縮合物、C8-C20支鏈醇聚氧乙烯醚中的任意一種或二種以上的混合物；所述陰離子表面活性劑為選自：C12-C18脂肪酸皂、C11-C18烷基苯磺酸鹽、C12-C18烷基烷氧基硫酸鹽、α-烯基磺酸鈉、C14-C18脂肪酸甲酯磺酸鹽中的任意一種或二種以上的混合物。

作為本發明優選地實施方式，所述非離子表面活性劑為鯨蠟醇聚氧乙烯醚-20或月桂醇聚氧乙烯醚-10，且所述陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或椰子酰甲基牛磺酸鈉。

作為本發明優選地實施方式，所述流散劑為選自硅鋁酸鈉、硅酸鈉、蒙脫土、二氧化硅中的任意一種或二種以上的組合。

作為本發明優選地實施方式，所述流散劑為硅酸鈉和鈉基蒙脫土的組合混合物。

作為本發明優選地實施方式，所述進口淬火助劑包括羧甲基纖維素、鉬酸鹽、碳酸鹽、正磷酸鹽、亞硝酸鹽、鎢酸鹽、苯甲酸鹽、吲哚酸鹽、檸檬酸鹽和海藻酸鹽。

作為本發明優選地實施方式，所述進口淬火助劑為選自羧甲基纖維素、鉬酸鈉、碳酸鈉、鎢酸銨、苯甲酸鈉、吲哚丁酸鈉、檸檬酸鈉和海藻酸鈉中的任意一種或二種以上的組合。

作為本發明優選地實施方式，以質量百分比計，所述進口淬火助劑含有以下組分：羧甲基纖維素：20-60%；鉬酸鈉：1-15%；碳酸鈉：1-15%；吲哚丁酸鈉：50-70%。

本發明還提供了一種上面所述的任意一項淬火介質在金屬熱處理領域中的應用。