一种精密齿轮专用淬火油制造技术

本发明专利技术公开一种精密齿轮专用淬火油

【技术实现步骤摘要】
一种精密齿轮专用淬火油、制备及使用方法


[0001]本专利技术涉及金属热处理
，具体为一种精密齿轮专用淬火油
、
制备及使用方法
。

技术介绍

[0002]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
。
[0003]精密齿轮通常使用的材料有：中碳钢
(
如
45
钢
)
和低
、
中碳合金钢，如
20Cr、40Cr、20CrMnTi、
铸铁
、
夹布胶木或尼龙等
。
精密齿轮淬火过程中，温度过高或冷却速度过慢都会导致率火效果不佳，从而影响齿轮的质量
。
因此，必须严格控制温度和冷却速度，以确保齿轮淬火的质量
。
[0004]目前精密齿轮淬火油采用基础油
、
催冷剂
、
抗氧化剂
、
光亮剂和表面活性剂，其中催冷剂为聚异丁烯为代表，有些许技术增加多元醇酯
、
二烷基萘来保证冷却性能，例如：
CN109593930A、CN105950844A
；抗氧化剂为胺类和酚类抗氧化剂代表，例如
CN105950844A
，胺类在高温作用下会发生氧化反应
,
出现黏度增加
、
变色等现象，尤其是针对该齿轮表面复杂结构时，特别是齿根部无法得到与齿部相同厚度的硬度层，导致硬度不均匀，甚至会有微裂纹情况发生；光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂代表，例如：
CN111304419A
，在高温下会发生分解反应，产生有害物质，同时由于光亮剂的失效，增大齿轮表面的淬火油吸附量，徒增消耗，因此齿轮表面清洗不干净，在回火过程中会产生的“花斑”现象
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：如何确保精密齿轮淬火硬度均匀一致，不会在回火阶段出现花斑，以及在保证抗氧化能力和冷却性能的同时有效降低影响淬火油性能的添加剂添加
。
[0006]为了解决上述技术问题，专利技术人经过实践和总结得出本专利技术的技术方案，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种精密齿轮专用淬火油，所述精密齿轮材质为
20CrMnTi
或
20Cr2N i4
或
17CrN iMo6
，其特征在于，包括
20
～
80
份基础油
、2
～
10
份催冷剂
、0.2
～
1.0
份表面活性剂和
0.2
～2份抗氧化剂
。
[0008]其中：催冷剂包括聚异丁烯马来酸酐与三羟甲基丙烷三正壬酸酯
、
季戊四醇四正壬酸酯以及双季戊四醇酯中的任一种组成的混合物，质量比为
(2
～
5)
：
(1
～
2)。
[0009]在淬火油的催冷剂中引入聚异丁烯马来酸酐，在利用聚异丁烯优越的冷却性能的基础上引入马来酸酐，还意想不到的延长淬火油使用寿命，提高其抗老化能力
、
热剪切能力；还能够抑制油垢的生成，减少淬火油在淬火过程中的浪费，降低成本，解决淬火油使用
一段时间后油泥分散性问题，保持淬火油的清净性能，并提高淬火齿轮的表面质量，还兼具光亮效果，协同表面活性剂使用，降低零件表面的淬火油吸附量，降低消耗，减少因零件清洗不干净，在回火过程中产生的“花斑”现象
。
同时使得其在高温情况能够具备优越的稳定性，提高破膜温度，确保精密齿轮心部和表面淬火硬度均匀一致
。
[0010]更进一步地，所述催冷剂还包括聚异丁烯，聚异丁烯：聚异丁烯马来酸酐的质量比为1：
(3
～
6)。
[0011]更进一步地，所述催冷剂包括聚异丁烯马来酸酐1～2份
、
聚异丁烯
0.2
～
0.6
份
、
三羟甲基丙烷三正壬酸酯
0.2
～1份
。
[0012]更进一步地，所述基础油的运动粘度为
10
～
230mm2/s
，酸值
≤0.3mgKOH/g。
[0013]更进一步地，所述表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠
、
直链烷基苯磺酸钠
、
椰油酸二乙醇酰胺
、N
‑
叔丁基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺中至少一种
。
[0014]更进一步地，所述抗氧化剂包括膦酸酯类抗氧化剂
、
酚类抗氧化剂的混合物，膦酸酯类抗氧化剂和酚类抗氧化剂的质量分数比为
(3
～
5)
：
1。
[0015]膦酸酯类抗氧化剂配合酚类抗氧剂和聚异丁烯马来酸酐并用，通常会产生协同效应
。
这种协同效应可以提高抗氧化剂的抗氧化效果，同时也可以降低抗氧化剂的用量，从而减少对环境的影响
。
可以共同作用，相互补充，以对抗在淬火油使用过程中产生的自由基和过氧化物等有害物质
。
这些有害物质会导致材料的氧化降解和变色等问题，从而影响材料的性能和使用寿命
。
[0016]同时采用大剂量膦酸酯类抗氧化剂
、
小剂量酚类抗氧化剂提高热氧化安定性，避免采用甲基丙烯酸酯聚合物或胺类抗氧化剂采用时将易高温变质出现油垢和齿轮表面淬火油吸附量大的问题
。
[0017]更进一步地，所述膦酸酯类抗氧化剂为亚磷酸三苯酯
、
四
(2,4
‑
二
‑
叔丁基苯基
)4,4'
‑
亚联苯基二亚膦酸酯
、
亚磷酸二苯基烷基酯
、
亚磷酸苯基二烷基酯中的至少一种
。
[0018]更进一步地，所述酚类抗氧化剂为
2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚
、2
‑
叔丁基
‑
4,6
‑
二甲基苯酚
、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
乙基苯酚中的至少一种
。
[0019]本专利技术还公开了该淬火油的制备方法，具体包括以下步骤：：
[0020]1)
按比例称取三分之二总量的基础本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种精密齿轮专用淬火油，所述精密齿轮材质为
20CrMnTi
或
20Cr2Ni4
或
17CrNiMo6
，其特征在于，包括
20
～
80
份基础油
、2
～
10
份催冷剂
、0.2
～
1.0
份表面活性剂和
0.2
～2份抗氧化剂；其中：催冷剂包括聚异丁烯马来酸酐与三羟甲基丙烷三正壬酸酯
、
季戊四醇四正壬酸酯以及双季戊四醇酯中的任一种组成的混合物，质量比为
(2
～
5)
：
(1
～
2)。2.
根据权利要求1所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述催冷剂还包括聚异丁烯，聚异丁烯：聚异丁烯马来酸酐的质量比为1：
(3
～
6)。3.
根据权利要求2所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述催冷剂包括聚异丁烯马来酸酐1～2份
、
聚异丁烯
0.2
～
0.6
份
、
三羟甲基丙烷三正壬酸酯
0.2
～1份
。4.
根据权利要求1所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述基础油的运动粘度为
10
～
230mm2/s
，酸值
≤0.3mgKOH/g。5.
根据权利要求1所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述表面活性剂为二丁酸二辛酯磺酸钠
、
直链烷基苯磺酸钠
、
椰油酸二乙醇酰胺
、N
‑
叔丁基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺中至少一种
。6.
根据权利要求1所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述抗氧化剂包括膦酸酯类抗氧化剂
、
酚类抗氧化剂的混合物，膦酸酯类抗氧化剂和酚类抗氧化剂的质量分数比为
(3
～
5)
：
1。7.
根据权利要求6所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述膦酸酯类抗氧化剂为亚磷酸三苯酯
、
四
(2,4
‑
二
‑
叔丁基苯基
)4,4'
‑
亚联苯基二亚膦酸酯
、
亚磷酸二苯基烷基酯
、
亚磷酸苯基二烷基酯中的至少一种
。8.
根据权利要求6所述的一种精密齿轮专用淬火油，其特征在于，所述酚类抗氧化剂为
2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚
、2
‑
叔丁基
‑
4,6
‑
二甲基苯酚
、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
乙基苯酚中的至少一种
。9.
一种精密齿轮专用淬火油的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1)
按比例称取三分之二总量的基础油，在
40℃
～
55℃
温度且保持于惰性气体氛围下，将2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进，史传喜，张悦，陈振宇，姚欢，
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：