一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质制造技术

一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，匀速冷却介质为高分子聚合物的水溶液，高分子聚合物的水溶液包括聚乙烯基吡咯烷酮即PVP、羧甲基纤维素钠即CMC、聚丙烯酸钠即ACR，还包括消泡剂、防锈剂、杀菌剂。聚乙烯基吡咯烷酮占5-15%，羧甲基纤维素钠占3-8%，聚丙烯酸钠0-3%,其它各类添加剂占3-8%，其余为水；锻件产品在该“匀速冷却介质”浸冷，可协调表面和心部的冷却过程，能够有效控制锻后“二次偏析”，改善心部组织粗大等问题，为后续热处理做组织准备；同时“匀速冷却介质”具有清洁环保、无污染的特点，改善生产现场的操作环境，保证生产安全；代替传统粗放式的冷却方式，降低能耗；减少相关辅助设备的成本投入。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，匀速冷却介质为高分子聚合物的水溶液，高分子聚合物的水溶液包括聚乙烯基吡咯烷酮即PVP、羧甲基纤维素钠即CMC、聚丙烯酸钠即ACR，还包括消泡剂、防锈剂、杀菌剂。聚乙烯基吡咯烷酮占5-15%，羧甲基纤维素钠占3-8%，聚丙烯酸钠0-3%,其它各类添加剂占3-8%，其余为水；锻件产品在该“匀速冷却介质”浸冷，可协调表面和心部的冷却过程，能够有效控制锻后“二次偏析”，改善心部组织粗大等问题，为后续热处理做组织准备；同时“匀速冷却介质”具有清洁环保、无污染的特点，改善生产现场的操作环境，保证生产安全；代替传统粗放式的冷却方式，降低能耗；减少相关辅助设备的成本投入。【专利说明】一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质
本专利涉及金属热加工
，具体涉及铸造、锻造、热处理过程中使用的冷却介质领域。
技术介绍
目前铸后、锻后、正火冷却方式大多采用沙冷、坑冷、空冷、风冷、雾冷等粗放式的冷却方式，两相区冷却速度相对缓慢，易造成带状组织的恶化和晶粒粗大等缺陷，严重影响热后的最终力学性能。传统方式同时存在冷却均匀性差的问题，使其锻坯组织的均匀性差，一是会造成热处理过程的变形难以有效控制，二是会造成锻坯硬度不均匀的现象，影响产品的机械加工性能，不利于干切技术的推广和发展，典型组织如图1所示。采用强制风冷方式(如等温正火)，同时存在冷却均匀性差的问题，使其锻坯表层的组织不均匀性，主要是不能保证同炉不同工件和同一工件不同截面冷却的均匀性，工件迎风面和背风面冷却性能对比如图2所示。风速越快，冷却的均匀性就越差，只能通过减少装炉量和增加工件的间距来改善。同时风冷速度对于锻坯的表面温度非常敏感，随着表面温度的降低而迅速降低，不能保证冷却的均匀性。此外，因为空气的热容小，风温的波动避免，风温高低对于风冷速度的影响会进一步恶化冷却均匀性。
技术实现思路
专利技术目的是克服传统冷却方式冷却能力不足和冷却不均匀的问题，提供一种以水为基的匀速冷却介质技术方案:根据控制冷却的基本原理，需要控制一次冷却和二次冷却的冷却速度。一次冷却通过快速冷却降低高温扩散，防止晶粒粗大；二次冷却控制两相区冷却速度，通过快速冷却增大先析铁素体形核功，抑制碳和合金元素的长程扩散从而有效预防“二次带状”。为了保证冷却速度及其均匀性，冷却介质需具有如下特点:( I)具有冷速可调的特点，根据不同的材质及锻坯形状尺寸，可获得介于淬火油和空气之间的冷却能力；(2)具有优异的冷却均匀性，保证不同工件和工件的不同部位具有一致的冷却能力，满足组织和硬度均匀性的要求；(3)具有较高的热容，同时具有较低的温度敏感性，随着工件表面温度的变化和介质温度的变化，其冷却能力仍能保证均匀性和稳定性。本专利技术专利匀速冷却介质，其主要组成为聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酸钠(ACR)，还包括消泡剂、防锈剂、杀菌剂。聚乙烯基吡咯烷酮占5-15%，羧甲基纤维素钠占3-8%，聚丙烯酸钠0-3%，其它各类添加剂占3-8%，其余为水。其中聚乙烯基吡咯烷酮由N-乙烯基与吡咯烷酮聚合而成，5万-36万(最佳为10万-20万)。使用不同的配比，可以获得不同的冷却能力，以及不同的均匀冷却温度范围。本专利匀速冷却介质为PVP-CMC体系和PVP-CMC-ACR体系，包括但不限于上述比例范围。消泡剂、防锈剂、杀菌剂等添加剂为其它功能性组分，对于冷却性能无影响，在本专利中不做限定。本专利技术的匀速冷却介质的原液按以下配方进行配制:聚乙烯基吡咯烷酮占8%，羧甲基纤维素钠(CMC)占5%，三乙醇胺3% (防锈剂)，高碳醇类消泡剂1%，异噻唑啉酮1% (杀菌剂)，其余为水，其中聚乙烯基吡咯烷酮分子量15万-20万。其它匀速冷却介质可参考该配方进行比例调整，在此不再详述。6、有益效果(I)解决了冷却能力不均匀的问题；(2)解决了传统冷却能力不足的问题；(3)较低的温度敏感性。【专利附图】【附图说明】图1常见带状组织及粗大混合组织(X100)图2工件迎风面和背风面冷却性能对比(IS09950测试标准)图3空气与20%匀速冷却介质冷却特性比较图4淬火油与20%匀速冷却介质冷却特性比较图5不同浓度匀速冷却介质冷却性能对比(10%、20%、30%)图620%匀速冷却介质不同液温冷却性能对比(30°C、50°C、80°C)【具体实施方式】按上述配方，匀速冷却介质理化性能见下表:表1匀速冷却介质的理化指标【权利要求】1.一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，匀速冷却介质为高分子聚合物的水溶液，高分子聚合物的水溶液包括聚乙烯基吡咯烷酮即PVP、羧甲基纤维素钠即CMC、聚丙烯酸钠即ACR。2.根据权利要求1所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，聚乙烯基吡咯烷酮占5-15%，羧甲基纤维素钠占3-8%，聚丙烯酸钠0-3%，其余为水。3.根据权利要求1所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，还包括消泡剂、防锈剂、杀菌剂。4.根据权利要求3所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，防锈剂为三乙醇胺3%。5.根据权利要求3所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，消泡剂为高碳醇类。6.根据权利要求3所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，杀菌剂为异噻唑啉酮。7.根据权利要求3所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，聚乙烯基吡咯烷酮占5-15%，羧甲基纤维素钠占3-8%，聚丙烯酸钠0-3%，其它各类添加剂占3-8%，其余为水。8.根据权利要求4或5或6所述的冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，聚乙烯基吡咯烷酮占8%，羧甲基纤维素钠(CMC)占5%，三乙醇胺3% (防锈剂)，高碳醇类消泡剂1%，异噻唑啉酮1% (杀菌剂)，其`余为水。【文档编号】C09K5/10GK103509530SQ201310450482【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日 【专利技术者】聂晓霖 申请人:南京科润工业介质股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却特性特别稳定的匀速冷却介质，其特征在于，匀速冷却介质为高分子聚合物的水溶液，高分子聚合物的水溶液包括聚乙烯基吡咯烷酮即PVP、羧甲基纤维素钠即CMC、聚丙烯酸钠即ACR。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂晓霖，
申请(专利权)人：南京科润工业介质股份有限公司，
类型：发明
国别省市：