一种环保型水溶性淬火剂的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型水溶性淬火剂的制造方法，属于淬火剂制造领域。本发明专利技术是分案申请，原中国专利申请号：201310350402.X。该环保型水溶性淬火剂的制备方法通过控制原料的添加顺序以及温度和搅拌时间，确保该淬火剂中各个组分完全弥散均匀分布，使得该淬火剂满足淬火要求，能够对于大型轴的冷却速度严格控制，避免淬裂情况的发生，使初始的冷却速度和400℃以下的冷却速度大大降低，降低了工件的内应力，而在650～450℃范围，有足够快的冷却速度，在确保产品不淬裂的情况下，保证淬火效果，淬火后的大型工件无淬裂情况发生。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于淬火剂制造领域。本专利技术是分案申请，原中国专利申请号：201310350402.X。该环保型水溶性淬火剂的制备方法通过控制原料的添加顺序以及温度和搅拌时间，确保该淬火剂中各个组分完全弥散均匀分布，使得该淬火剂满足淬火要求，能够对于大型轴的冷却速度严格控制，避免淬裂情况的发生，使初始的冷却速度和400℃以下的冷却速度大大降低，降低了工件的内应力，而在650～450℃范围，有足够快的冷却速度，在确保产品不淬裂的情况下，保证淬火效果，淬火后的大型工件无淬裂情况发生。【专利说明】本专利技术是分案申请，原中国专利申请号:201310350402.x，申请日:2013年08月13日，申请时一种环保型水溶性淬火剂及其制造方法。
本专利技术属于淬火剂制造领域，具体地说，涉及，更具体地说，涉及一种对直径在2m及2m以上，并且材料为40Cr的轴进行淬火所采用的淬火剂及其制造方法。
技术介绍
钢在淬火后的性能取决于钢在淬火后的微观组织，而淬火微观组织决定于钢的成分、零件的大小和淬火冷却速度。改善钢件淬透效果有两个有效途径:一是提高原料的合金元素含量使C曲线右移；二是提高淬火冷却速度。后者简单易行成本较低，是改善钢件淬火质量的有效途径，同时，淬火热应力和组织应力大小取决于冷却速度和冷却的均匀性(即表面湿润均匀性)，避免工件淬火过程变形开裂是热处理工艺制定中必须考虑的问题，因此，控制冷却速度和冷却的均匀性对于淬火工艺优化有重要意义，淬火介质应具有合适的冷却特性，碳钢和低合金钢淬火冷却到650°c之前，奥氏体还比较稳定，允许以较慢的速度冷却，以减少工件因内外温差而引起的热应力，在650~450°C范围，要求有足够快的冷却速度，低于Ms点以下冷却速度应该降到很低，以减少组织应力，防止过大的畸变和淬裂，不同钢种的奥氏体最不稳定区的温度区间不同，因此理想的冷却曲线因不同钢种的奥氏体动力学曲线而异，想要得 到能适合各种钢材及不同尺寸工件的淬火介质实际上是不可能的，必须了解各种淬火介质的冷却特性，以便根据不同钢种的具体零件选用合适的淬火介质和合理的淬火方法。粗大型零件的淬火一直是热处理工艺生产中不易处理的一类淬火，由于其体积大，蕴含热量高，淬硬性及淬透性要求高，普通淬火油及水溶性淬火液无法实现其需要的冷却速度，从而无法满足零件的机械性能及微观组织要求，在现代工业中普遍采用氢氧化钠水溶液、硝酸钠-亚硝酸钠-硝酸钾水溶液、水玻璃(即硅酸钠)水溶液等进行淬火，但由于高浓度的氢氧化钠水溶液具有腐蚀性，单独使用会导致工件表面生锈，而亚硝酸钠具有毒性，易致癌，现场生产环境及操作工况较差，极大影响了环境的清洁，而水玻璃(即硅酸钠)水溶液在工件淬火冷却时，由于工件表面温度在800摄氏度以上，会使附着于工件表面的溶液迅速汽化，该蒸气或雾对呼吸道粘膜有刺激和腐蚀性，可引起化学性肺炎。液体或雾对眼有强烈刺激性，可致结膜和角膜溃疡。皮肤接触液体可引起皮炎或灼伤。随着科技的发展，科技在进步，尤其是有效直径在2m及2m以上，并且材料为40Cr的轴，现在应用的场合越来越多，这种轴的造价非常昂贵，然而这种轴在淬火时，普通的淬火剂很容易淬裂，造成巨大的浪费，为此，现在需要设计专门的淬火剂，不但要能够有效满足直径在2m及2m以上、材料为40Cr的轴的淬火要求，还要降低环境污染，极大程度改善工作环境。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有淬火剂对直径在2m及2m以上，并且材料为40Cr的轴进行淬火时容易淬裂的问题，本专利技术提供，该淬火剂通过添加合理的组分以及严格控制的组分配比，对于大型轴的冷却速度能严格控制，能避免淬裂情况的发生，该淬火剂的制造方法，通过控制原料的添加顺序以及温度，确保该淬火剂中各个组分完全弥散均匀分布，使得该淬火剂满足淬火要求。2、技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下:一种环保型水溶性淬火剂的制备方法，其步骤为:(I)将碳酸钠、氯化钠和氢氧化钠溶解于温度为5~25°C的去离子水中，搅拌5~20min,得到初始混合溶液；(2)将步骤⑴中 的初始混合溶液加热到40~45°C，加入柠檬酸钠、藕粉和丙烯酸，搅拌10-15min，得到二次混合溶液；(3)将步骤(2)中得到的二次混合溶液静置，等温度冷却到30°C时加入淀粉，搅拌60~lOOmin，并且在搅拌过程中温度始终保持在30±2°C，得到三次混合溶液；(4)将步骤(3)中得到的三次混合溶液置于-20~-15°C的环境中冷冻20~60min,得到冷冻的混合溶液；(5)将步骤(4)中得到的冷冻的混合溶液加热到50~65°C，加入顺丁烯二酸、对甲苯酚和苯甲酸钠，搅拌60~120min，然后继续加热到93~95°C，再搅拌15~30min，然后保温10-30min ;即得到本环保型水溶性淬火剂；以上各物质的重量百分比为:碳酸钠2.0 ~7.0%;氯化钠0.5 ~2.0%;氢氧化钠0.2~0.8 % ；丙烯酸0.5 ~1.5%;顺丁烯二酸1.2 ~1.5% ;柠檬酸钠2.0~2.8% ；淀粉1.0 ~1.5%;苯甲酸钠0.5~1.2% ;藕粉2.0 ~3.0%;对甲苯酚0.01 ~0.05% ;去离子水为余量。优选地，所述的步骤(5)中的两次加热的升温速度都为3~7V /S。该方法制备的淬火剂，在淬火后的物质可以进行无害化处理，不污染环境。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为:(I)本专利技术制备的淬火剂的组成成份为碳酸钠、氯化钠、氢氧化钠、丙烯酸、顺丁烯二酸、柠檬酸钠、淀粉、苯甲酸钠、藕粉和去离子水，这些成分的组合使得本专利技术环保型水溶性淬火剂能对直径的较大的轴进行淬火，氯化钠能够附着于炽热的淬火工件表面，剧烈的震动形成雾化状，使淬火过程中的蒸汽膜迅速破裂，从而明显提高冷却性能，且价格低廉，便于操作；碳酸钠和对甲苯酚能够调和淬火液的冷却速度，较单一使用氯化钠水溶液的淬火震动、破膜强度低，能够在满足淬透性要求的前提下有效控制淬火变形；丙烯酸和氢氧化钠能够剥离工件表面多余氧化皮；本专利技术尤其是苯甲酸钠、顺丁烯二酸、柠檬酸钠和藕粉的加入，确保了该淬火剂在淬火时，当工件温度降低到400°C以下时，淬火剂的流动性变低，淬火剂包裹在工件上，冷却速度也大大降低，降低了工件的内应力，淬火后的大型工件无淬裂情况发生，尤其适合直径在2m及2m以上、材料为40Cr的轴进行淬火时使用；(2)本专利技术制备的淬火剂各个物质的含量特别重要，例如，丙烯酸如果过多，则会对工件造成损伤，过少则发挥不了作用，顺丁烯二酸和苯甲酸钠过多会对环境造成污染，使用后的淬火剂不易无害化处理，过少则无法降低工件在400°C以下时的冷却速度，对甲苯酚过多则无法溶解，混合不均匀，过少则要增加顺丁烯二酸的用量，而且效果差；(3)本专利技术环保型水溶性淬火剂的制备方法通过控制原料的添加顺序以及温度和搅拌时间，确保该淬火剂中各个组分完全弥散均匀分布，使得该淬火剂满足淬火要求，使初始的冷却速度和400°C以下的冷却速度大大降低，而在650~450°C范围，有足够快的冷却速度，在确保产品不淬裂的情况下，保证淬火效果；(4)本专利技术制备的环保型水溶性淬火剂，不但淬火效果好、淬火成本低，而且使用后，只要经过污水处理池中无氧处理和有氧处理后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型水溶性淬火剂的制备方法，其步骤为：(1)将碳酸钠、氯化钠和氢氧化钠溶解于温度为5～25℃的去离子水中，搅拌5～20min，得到初始混合溶液；(2)将步骤(1)中的初始混合溶液加热到40～45℃，加入柠檬酸钠、藕粉和丙烯酸，搅拌10‑15min，得到二次混合溶液；(3)将步骤(2)中得到的二次混合溶液静置，等温度冷却到30℃时加入淀粉，搅拌60～100min，并且在搅拌过程中温度始终保持在30±2℃，得到三次混合溶液；(4)将步骤(3)中得到的三次混合溶液置于‑20～‑15℃的环境中冷冻20～60min，得到冷冻的混合溶液；(5)将步骤(4)中得到的冷冻的混合溶液加热到50～65℃，加入顺丁烯二酸、对甲苯酚和苯甲酸钠，搅拌60～120min，然后继续加热到93～95℃，再搅拌15～30min，然后保温10‑30min；即得到本环保型水溶性淬火剂；以上各物质的重量百分比为：碳酸钠2.0～7.0％；氯化钠0.5～2.0％；氢氧化钠0.2～0.8％；丙烯酸0.5～1.5％；顺丁烯二酸1.2～1.5％；柠檬酸钠2.0～2.8％；淀粉1.0～1.5％；苯甲酸钠0.5～1.2％；藕粉2.0～3.0％；对甲苯酚0.01～0.05％；去离子水为余量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑益，赵慧，
申请(专利权)人：马鞍山金泉工业介质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34