本发明涉及金属热处理领域，特别涉及一种水性淬火介质。
背景技术：
为了改善例如钢材等金属材料的性能，需要对金属材质的工件进行热处理，常用的热处理工艺有淬火、回火、退火、正火等热处理方法。其中，钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。在淬火的过程中，工件的冷却过程一般分为三个阶段，即金属材料被淬火介质的蒸汽包围的第一阶段(蒸汽膜阶段)、蒸汽膜破裂沸腾的第二阶段(沸腾阶段)、金属材料的温度达到淬火介质的沸点以下通过对流夺取热量的第三阶段(对流阶段)，然后被冷却至室温。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。经过淬火后钢材的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等性能得到了大幅度的提升，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。目前，常用的淬火介质有水性淬火剂和油性淬火剂，水性淬火剂的特点是在整个冷却过程中都具有很高的冷却速度，在高温冷却阶段高的冷却速度可以促使形成晶粒细小的工件，有利于提高工件最终的性能，但在低温阶段，过快的冷却速度使工件的内应力过大，因此容易导致工件开裂。与水性淬火剂相比，油性淬火剂的特点是整个冷却阶段的冷却速度慢，虽然可以防止工件在低温阶段由于内应力过大而导致开裂，但是由于高温阶段冷却速度较慢，因此容易导致工件晶粒较大，降低工件淬火后的性能。此外，传统的油性淬火剂通常以具有石油馏分的矿物油作为基础油，配以添加剂而成。矿物油特有的性能决定了在淬火时会产生大量的烟雾，因此容易污染环境，环保功能较差。而且，以矿物油为基础的油性淬火剂冷却速度范围窄，矿物油的闪点低，容易引发火灾，使用不安全。应用于建筑行业、桥梁工程等领域的钢材用量和规格不断增加。但是钢材在储存、运输和使用过程中易在二氧化碳、氧气、水、酸等周围介质中腐蚀生锈。腐蚀不仅造成钢材的浪费，影响钢材的外观，而且会造成生产和生活的安全隐患。因此需要通过改进现有淬火介质的配方，使其不仅能使钢材工件力学性能优异，而且能有效抑制钢材工件的腐蚀。
技术实现要素：
本发明提供了一种淬火介质，以质量百分比计，其含有以下组分：氯化锌：0.5-10%；氢氧化钠：1-15%；皂化剂：0.01-5%；进口淬火助剂：0.01-5%；水：余量。作为本发明优选地实施方式，以质量百分比计，所述皂化剂含有以下组分：非离子表面活性剂：3-5%；阴离子表面活性剂：4.5-10%；流散剂：4-8%；无水硫酸钠：余量。作为本发明优选地实施方式，其特征在于，所述非离子表面活性剂为选自C12-C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12-C14烷基糖苷、C12-C18醇与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的缩合物、C8-C20支链醇聚氧乙烯醚中的任意一种或二种以上的混合物；所述阴离子表面活性剂为选自：C12-C18脂肪酸皂、C11-C18烷基苯磺酸盐、C12-C18烷基烷氧基硫酸盐、α-烯基磺酸钠、C14-C18脂肪酸甲酯磺酸盐中的任意一种或二种以上的混合物。作为本发明优选地实施方式，所述非离子表面活性剂为鲸蜡醇聚氧乙烯醚-20或月桂醇聚氧乙烯醚-10，且所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或椰子酰甲基牛磺酸钠。作为本发明优选地实施方式，所述流散剂为选自硅铝酸钠、硅酸钠、蒙脱土、二氧化硅中的任意一种或二种以上的组合。作为本发明优选地实施方式，所述流散剂为硅酸钠和钠基蒙脱土的组合混合物。作为本发明优选地实施方式，所述进口淬火助剂包括羧甲基纤维素、钼酸盐、碳酸盐、正磷酸盐、亚硝酸盐、钨酸盐、苯甲酸盐、吲哚酸盐、柠檬酸盐和海藻酸盐。作为本发明优选地实施方式，所述进口淬火助剂为选自羧甲基纤维素、钼酸钠、碳酸钠、钨酸铵、苯甲酸钠、吲哚丁酸钠、柠檬酸钠和海藻酸钠中的任意一种或二种以上的组合。作为本发明优选地实施方式，以质量百分比计，所述进口淬火助剂含有以下组分：羧甲基纤维素：20-60%；钼酸钠：1-15%；碳酸钠：1-15%；吲哚丁酸钠：50-70%。本发明还提供了一种上面所述的任意一项淬火介质在金属热处理领域中的应用。本发明所述淬火介质在高温阶段有较高的冷却速度，约338℃/s；在低温阶段冷却速度相对较慢，约102℃/s，这能防止出现过快的冷却，有助于细化晶粒，避免工件开裂；此外还具有优异的耐盐雾性。所以本发明提供的淬火介质具有成分简单、易于配制、低毒环保、成本低、易于操作及缓蚀效率高等优点。具体实施方式除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1-5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1-4”、“1-3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方案、实施例或示例以及不同实施方案、实施例或示例的特征进行结合和组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个优选地实施方案”、“一些优选地实施方案”、“作为优选地方案”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。本发明的目的在于提供一种淬火介质，以质量百分比计，其配方含有以下组分：氯化锌：0.5-10%；氢氧化钠：1-15%；皂化剂：0.01-5%；进口淬火助剂：0.01-5%；水：余量。氯化锌：所述氯化锌是本发明淬火介质的主要功能成分之一，是无机盐工业的重要产品之一，它应用范围极广。氯化锌是白色粒状、棒状或粉末。无气味。易溶于水，是固体盐中溶解度最大的(25°C,333g/100g)，其原因是溶于水形成配酸H[ZnCl2(OH)]。溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酮、乙醚，不溶于液氨。潮解性强，能自空气中吸收水分而潮解。具有溶解金属氧化物和纤维素的特性。熔融氯化锌有很好的导电性能。灼热时有浓厚的白烟生成。所述氯化锌可由锌或氧化锌与盐酸反应后结晶制得。氢氧化钠：所述氢氧化钠是本发明淬火介质的主要功能成分之一，化学式为NaOH，俗称烧碱、火碱、苛性钠，为一种具有强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水，溶于水时放热，并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气发生潮解和二氧化碳发生变质，可加入盐酸检验是否变质。纯品是无色透明的晶体。密度2.130g/cm³。熔点318.4℃。沸点1390℃。工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的晶体。有块状，片状，粒状和棒状等。氢氧化钠在水中会完全解离成钠离子与氢氧根离子，与空气中的CO2反应生成碳酸钠，与氯化锌反应能生成氯化钠和氢氧化锌，氢氧化锌又溶于氢氧化钠获得锌酸钠和水。皂化剂：本发明所述皂化剂含有以下组分：非离子表面活性剂：3-5%；阴离子表面活性剂：4.5-10%；流散剂：4-8%；无水硫酸钠：余量。所述非离子表面活性剂主要包括聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺型。所述阴离子表面活性剂是在水中电离后起表面活性作用的部分带负电荷的表面活性剂，从结构上把阴离子表面活性剂分为脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐四大类。所述流散剂易溶于水，为米黄色膏体或白色粉末，能防止粉末涂料结块。所述无水硫酸钠为单斜晶系，晶体短柱状，集合体呈致密块状或皮壳状等，无色透明，有时带浅黄或绿色，易溶于水。白色、无臭、有苦味的结晶或粉末，有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。暴露于空气中易吸湿成为含水硫酸钠。在本发明优选地实施方式中，所述非离子表面活性剂选自C12-C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12-C14烷基糖苷、C12-C18醇与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的缩合物、C8-C20支链醇聚氧乙烯醚中的任意一种或二种以上的混合物。在本发明优选地实施方式中，所述非离子...