本发明涉及淬火冷却介质技术领域，具体涉及一种高性能淬火油。
背景技术：
化学热处理是将将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。由于机械零件的失效和破坏大多数都萌发在表面层，特别在可能引起磨损、疲劳、金属腐蚀、氧化等条件下工作的零件，表面层的性能尤为重要。经过化学热处理的钢铁零件，需要经过淬火冷却，即在高温红热状态下，奥氏体组织快速浸入具有合适的冷却速度的淬火介质（油）中，才能实现零件达到需要的各项综合机械性能，从奥氏体组织转变成马氏体，并且零件没有开裂以及保持很小的变形。水作为一种古老的淬火介质，其存在着淬火后工件尺寸变形较大、工件表面易氧化等缺点，不适合精密尺寸、小型部品的批量化淬火作业。一些淬透性良好的合金钢，往往要求在淬火后提高表层的硬度和耐磨性能，同时需保持工件的芯部韧性，使用淬硬能力较强的水则达不到此类要求。在化学热处理被广泛运用的当今，用水作为淬火介质，存在着高温下易蒸发、易损坏热处理设备、易导致封闭环境下发生灾害性事故等因素，使用水作为淬火介质的场合在逐渐减少。油基型淬火介质的沸点远高于水，100℃时不会产生大量蒸汽泡，在淬火工件急冷初期，易于热交换和减少淬火工件表面软点，其不易挥发的特性，适合工件的化学热处理淬火，即使微量挥发，挥发物也易于燃烧，不会对淬火工件表面产生严重的氧化行为，因此油基型淬火油是目前热处理淬火的主要冷却介质。工业化过程中，过去的几十年间，使用的许多淬火油仍采用机械油，诸如15号机械油、32号机械油作为冷却介质，很少采用专用淬火油。由于机械油成份复杂，里面含有未脱除干净的氮化物、硫化物、磷化物、氧化合物等不良物质，一方面，在高温下，机械油使用寿命会缩短，使用成本会上升；另一方面，在不同的淬火温度下，可能会导致淬火冷速发生较大的变化，影响淬火工件质量；第三，未加入添加剂的机械油，只适合形状简单、性能要求不高的工件淬火，对于要求芯部高硬度的淬火小型工件，或者要求表面高硬度的淬火大型工件，机械油不足以达到此要求；第四，机械油闪点较低，在高温淬火时，易发生大量烟雾，劣化作业环境和危害操作人员身体健康，因此，越来越多的热处理公司已经淘汰掉机械油，改用专业淬火油进行淬火。油基型淬火油主要分为冷油和热油两种，普通淬火油、真空淬火油、快速淬火油因为使用温度低于100℃，通常称之为冷油，而等温分级淬火油、回火油使用温度高于100℃，通常称之为热油。冷油和热油的功能、用途不一样，选用冷油主要是为了满足淬火工件高硬度的需求，选用热油主要是为了控制淬火件工件的形变问题。冷油的用途决定了其冷速功能为淬火过程中的持续快速冷却，等温分级淬火油主要用于马氏体的淬火，为了有效控制淬火工件形变及淬火后得到马氏体，等温分级淬火油必须满足两个条件：1）具有一定的快速冷却能力，使过冷奥氏体能够转化为马氏体；2）尽量减少热应力的影响以上两方面要求看似矛盾，快冷意味着热应力的急速增加，而减小热应力，又必须缓解冷速，因此，兼顾到两方面的要求，相较快速淬火油而言，等温分级淬火油的配方组份会更加难，通常只是运用在一些尺寸精密的工件淬火方面。冷却性能是淬火介质重要的性能，它的好坏直接影响到淬火零件的质量，良好的冷却性能可保证淬火后的零件具有一定的硬度和合格的金相组织，可以防止零件变形和开裂。淬火时，油的温度会瞬时升高，如果油的闪点和燃点较低，可能发生着火现象。因此淬火油应具有较高的闪点和燃点。淬火油长期在高温和连续作业的苛刻条件下使用，要求油品具有良好的抗氧化、抗热分解和抗老化等性能，以保证油品的冷却性能和使用寿命。油品的粘度与它的附着量、携带损失和冷却性能有一定的关系。在保证油品冷却性能和闪点的前提下，油品的粘度应尽可能小，这样既可以减少携带损失，又便于工件清洗。油品中的过量水分会影响零件的热处理质量，造成零件软点、淬裂或变形，也可能造成油品飞溅，发生事故。但目前市场上的淬火油闪点和燃点低、粘度高、冷却性能差，不能满足人们的要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前淬火油冷却性能差、闪点低的问题，提供一种高性能淬火油。
上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种高性能淬火油，按质量份数计包括如下组分，1~5份高性能淬火油防腐剂、1~3份消泡活性剂、50~70份水，还包括100~150份油基高性能淬火油原料、20~40份冷却调整添加剂、20~25份闪点调整活性剂、5~10份防锈添加剂。
所述油基高性能淬火油原料为：取烯基活性剂按质量比3~5：1~3加入苯活性剂搅拌混合，再加入烯基活性剂质量2~5%的双（四甲基环戊二烯基）二氯化锆搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比10~20：2~7加入蒸馏水，静置，取上层液减压蒸馏，即得油基高性能淬火油原料。
所述烯基活性剂为：取1-丁烯按质量比3~7：2~5加入α-烯烃混合，即得。
所述苯活性剂为：取十二烷基苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。
所述冷却调整添加剂的制备方法为：取聚乙二醇-400按质量比3~6：2~5加入聚丙二醇搅拌混合，得混合物，取2-氯乙基乙烯基醚按质量比3~5：5~10滴加至混合物中搅拌混合，调节ph至6.8~7，冷却至室温，即得冷却调整添加剂。
所述闪点调整活性剂的制备方法为：
（1）取溴辛烷按质量比2~5：5~10加入四氢呋喃，通入氮气保护，加入溴辛烷质量5~10%的镁条搅拌混合，得搅拌混合物，取二苯基二氯硅烷按质量比3~6：20~40加入搅拌混合物搅拌混合，再升温至50~60℃保温，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物a按质量比10~20：1~4滴加盐酸搅拌混合，静置，取上层液经无水硫酸钠干燥，抽滤，取滤液，即得闪点调整活性剂。
所述防锈添加剂为：取山梨醇按质量比5~9：3~7加入油酸搅拌混合，再加入山梨醇质量20~30%的氢氧化钠搅拌混合，得搅拌混合物b，按质量份数计，取3~9份搅拌混合物b、1~3份季戊四醇单油酸酯、3~7份2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、1~3份吐温-80混合，即得防锈添加剂。
所述油酸为：按质量份数计，取10~20份亚麻油酸、3~5份氨基磺酸、4~8份椰油酸、3~7份硬脂酸混合，即得。
所述高性能淬火油防腐剂为：取水杨酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、脱氢乙酸中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。
所述消泡活性剂为：取聚乙二醇-400、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、碳十二醇、碳十四醇中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的油基淬火油原料是以1-丁烯等为烯基活性剂与十二烷基苯进行催化聚合，形成具有润滑作用的油基淬火油原料，其受苯环取代基形式和带有碳原子数影响，具有的直链结构倾点低、热安定性更好，而由于引入的极性苯环，油基的润滑性和分散性能得到提高；
（2）本发明制备的冷却调整添加剂是以聚乙二醇-400、聚丙二醇与2-氯乙基乙烯基醚进行反应得到，其在工件淬火过程中，温度高于冷却调整添加剂淬火介质的浊点时，其会析出并在工件表面形成一层的溶质膜，以此降低水的低温冷却速度，减小工件的变形和开裂，而当温度降到浊点以下时，析出的冷却调整添加剂重新溶解于水中，而达到淬火过程中的温度条件，防止过热对工件的损伤；
（3）本发明制备的闪点调整活性剂是以溴辛烷、镁条、二苯基二氯硅烷等为原料经过格氏反应和分子间脱水缩合反应合成了具有低聚硅氧烷结构的物质，其具有较低的分子量特点，加入淬火油时通过降低与工件接触时的表面张力，形成吸附膜，同时其分子链段中硅氧硅结构较短且苯基含量较大，其具有快速氧化温度，高温下不易发生凝胶化，分子链段中的长链烷烃基团又使其具有较低的黏度，因而具有更强的流动性较好的抗凝胶化能力，使得油基的黏度得到调整，防止形成凝胶而使淬火油丧失功效，提高了油基的耐热性能从而提高了闪点和燃点，增加了淬火油使用性能；
（4）本发明在淬火油中加入山梨醇、油酸、氢氧化钠等为原料，进行反应形成具有油基吸附膜的防锈作用的物质，提高淬火油的淬火过程中的工件防锈蚀功能，并辅助以季戊四醇单油酸酯、2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、吐温-80等进行抗磨，提高淬火油性能，对工件表面形成吸附保护膜，在最后加入油基的防腐剂，提高抗氧化性能和延长淬火油的保质期，再经消泡剂加入后在使用过程中进行消泡，减少淬火油的抗干扰因素，提高淬火效率。
具体实施方式
烯基活性剂为：取1-丁烯按质量比3~7：2~5加入α-烯烃混合，即得。
苯活性剂为：取十二烷基苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。
油基淬火油原料为：取烯基活性剂按质量比3~5：1~3加入苯活性剂，升温至40~50℃搅拌混合30~50min，再加入烯基活性剂质量2~5%的双（四甲基环戊二烯基）二氯化锆，升温至60~70℃搅拌混合1~4h，得混合液，取混合液按质量比10~20：2~7加入蒸馏水，静置30~50min，取上层液减压蒸馏，即得油基淬火油原料。
冷却调整添加剂的制备方法为：取聚乙二醇-400按质量比3~6：2~5加入聚丙二醇，升温至90~110℃搅拌混合60~90min，得混合物，取2-氯乙基乙烯基醚按质量比3~5：5~10滴加至混合物中，于110~120℃搅拌混合3~5h，调节ph至6.8~7，搅拌混合20~30min，冷却至室温，即得冷却调整添加剂。
闪点调整活性剂的制备方法为：
（1）取溴辛烷按质量比2~5：5~10加入四氢呋喃，通入氮气保护，加入溴辛烷质量5~10%的镁条，于20~25℃搅拌混合20~30min，得搅拌混合物，取二苯基二氯硅烷按质量比3~6：20~40加入搅拌混合物，于20~25℃搅拌混合1~3h，再升温至50~60℃保温2~5h，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物a按质量比10~20：1~4滴加质量分数为5%的盐酸，于30~50℃搅拌混合30~60min，静置20~40min，取上层液经无水硫酸钠干燥，抽滤，取滤液，即得闪点调整活性剂。
油酸为：按质量份数计，取10~20份亚麻油酸、3~5份氨基磺酸、4~8份椰油酸、3~7份硬脂酸混合，即得。
防锈添加剂为：取山梨醇按质量比5~9：3~7加入油酸，升温至50~60℃搅拌混合30~50min，再加入山梨醇质量20~30%的氢氧化钠，于50~60℃搅拌混合2~5h，得搅拌混合物b，按质量份数计，取3~9份搅拌混合物b、1~3份季戊四醇单油酸酯、3~7份2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、1~3份吐温-80混合，即得防锈添加剂。
淬火油防腐剂为：取水杨酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、脱氢乙酸中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。
消泡活性剂为：取聚乙二醇-400、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、碳十二醇、碳十四醇中任意一种或任意几种按任意质量比混合，即得。
一种高性能淬火油，按质量份数计，包括100~150份油基淬火油原料、20~40份冷却调整添加剂、20~25份闪点调整活性剂、5~10份防锈添加剂、1~5份淬火油防腐剂、1~3份消泡活性剂、50~70份水。
实施例1
烯基活性剂为：取1-丁烯按质量比3：2加入α-烯烃混合，即得。
苯活性剂为：取十二烷基苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。
油基淬火油原料为：取烯基活性剂按质量比3：1加入苯活性剂，升温至40℃搅拌混合30min，再加入烯基活性剂质量2%的双（四甲基环戊二烯基）二氯化锆，升温至60℃搅拌混合1h，得混合液，取混合液按质量比10：2加入蒸馏水，静置30min，取上层液减压蒸馏，即得油基淬火油原料。
冷却调整添加剂的制备方法为：取聚乙二醇-400按质量比3：2加入聚丙二醇，升温至90℃搅拌混合60min，得混合物，取2-氯乙基乙烯基醚按质量比3：5滴加至混合物中，于110℃搅拌混合3h，调节ph至6.8，搅拌混合20min，冷却至室温，即得冷却调整添加剂。
闪点调整活性剂的制备方法为：
（1）取溴辛烷按质量比2：5加入四氢呋喃，通入氮气保护，加入溴辛烷质量5%的镁条，于20℃搅拌混合20min，得搅拌混合物，取二苯基二氯硅烷按质量比3：20加入搅拌混合物，于20℃搅拌混合1h，再升温至50℃保温2h，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物a按质量比10：1滴加质量分数为5%的盐酸，于30℃搅拌混合30min，静置20min，取上层液经无水硫酸钠干燥，抽滤，取滤液，即得闪点调整活性剂。
油酸为：按质量份数计，取10份亚麻油酸、3份氨基磺酸、4份椰油酸、3份硬脂酸混合，即得。
防锈添加剂为：取山梨醇按质量比5：3加入油酸，升温至50℃搅拌混合30min，再加入山梨醇质量20%的氢氧化钠，于50℃搅拌混合2h，得搅拌混合物b，按质量份数计，取3份搅拌混合物b、1份季戊四醇单油酸酯、3份2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、1份吐温-80混合，即得防锈添加剂。
淬火油防腐剂为：取水杨酸。
消泡活性剂为：取聚乙二醇-400。
一种高性能淬火油，按质量份数计，包括100份油基淬火油原料、20份冷却调整添加剂、20份闪点调整活性剂、5份防锈添加剂、1份淬火油防腐剂、1份消泡活性剂、50份水。
实施例2
烯基活性剂为：取1-丁烯按质量比7：5加入α-烯烃混合，即得。
苯活性剂为：取十二烷基苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。
油基淬火油原料为：取烯基活性剂按质量比5：3加入苯活性剂，升温至50℃搅拌混合50min，再加入烯基活性剂质量5%的双（四甲基环戊二烯基）二氯化锆，升温至70℃搅拌混合4h，得混合液，取混合液按质量比20：7加入蒸馏水，静置50min，取上层液减压蒸馏，即得油基淬火油原料。
冷却调整添加剂的制备方法为：取聚乙二醇-400按质量比6：5加入聚丙二醇，升温至110℃搅拌混合90min，得混合物，取2-氯乙基乙烯基醚按质量比5：10滴加至混合物中，于120℃搅拌混合5h，调节ph至7，搅拌混合30min，冷却至室温，即得冷却调整添加剂。
闪点调整活性剂的制备方法为：
（1）取溴辛烷按质量比5：10加入四氢呋喃，通入氮气保护，加入溴辛烷质量10%的镁条，于25℃搅拌混合30min，得搅拌混合物，取二苯基二氯硅烷按质量比6：40加入搅拌混合物，于25℃搅拌混合3h，再升温至60℃保温5h，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物a按质量比20：4滴加质量分数为5%的盐酸，于50℃搅拌混合60min，静置40min，取上层液经无水硫酸钠干燥，抽滤，取滤液，即得闪点调整活性剂。
油酸为：按质量份数计，取20份亚麻油酸、5份氨基磺酸、8份椰油酸、7份硬脂酸混合，即得。
防锈添加剂为：取山梨醇按质量比9：7加入油酸，升温至60℃搅拌混合50min，再加入山梨醇质量30%的氢氧化钠，于60℃搅拌混合5h，得搅拌混合物b，按质量份数计，取9份搅拌混合物b、3份季戊四醇单油酸酯、7份2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、3份吐温-80混合，即得防锈添加剂。
淬火油防腐剂为：取脱氢乙酸。
消泡活性剂为：取聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
一种高性能淬火油，按质量份数计，包括150份油基淬火油原料、40份冷却调整添加剂、25份闪点调整活性剂、10份防锈添加剂、5份淬火油防腐剂、3份消泡活性剂、70份水。
实施例3
烯基活性剂为：取1-丁烯按质量比5：3加入α-烯烃混合，即得。
苯活性剂为：取十二烷基苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。
油基淬火油原料为：取烯基活性剂按质量比4：2加入苯活性剂，升温至45℃搅拌混合40min，再加入烯基活性剂质量3%的双（四甲基环戊二烯基）二氯化锆，升温至65℃搅拌混合3h，得混合液，取混合液按质量比15：4加入蒸馏水，静置40min，取上层液减压蒸馏，即得油基淬火油原料。
冷却调整添加剂的制备方法为：取聚乙二醇-400按质量比4：3加入聚丙二醇，升温至100℃搅拌混合70min，得混合物，取2-氯乙基乙烯基醚按质量比4：7滴加至混合物中，于115℃搅拌混合4h，调节ph至6.9，搅拌混合25min，冷却至室温，即得冷却调整添加剂。
闪点调整活性剂的制备方法为：
（1）取溴辛烷按质量比3：7加入四氢呋喃，通入氮气保护，加入溴辛烷质量7%的镁条，于23℃搅拌混合25min，得搅拌混合物，取二苯基二氯硅烷按质量比5：30加入搅拌混合物，于22℃搅拌混合2h，再升温至55℃保温3h，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物a按质量比12：3滴加质量分数为5%的盐酸，于40℃搅拌混合50min，静置30min，取上层液经无水硫酸钠干燥，抽滤，取滤液，即得闪点调整活性剂。
油酸为：按质量份数计，取12份亚麻油酸、4份氨基磺酸、6份椰油酸、5份硬脂酸混合，即得。
防锈添加剂为：取山梨醇按质量比7：4加入油酸，升温至55℃搅拌混合40min，再加入山梨醇质量25%的氢氧化钠，于55℃搅拌混合3h，得搅拌混合物b，按质量份数计，取7份搅拌混合物b、2份季戊四醇单油酸酯、5份2-氨乙基十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐、2份吐温-80混合，即得防锈添加剂。
淬火油防腐剂为：取苯甲酸钠。
消泡活性剂为：取聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
一种高性能淬火油，按质量份数计，包括120份油基淬火油原料、30份冷却调整添加剂、22份闪点调整活性剂、7份防锈添加剂、3份淬火油防腐剂、2份消泡活性剂、60份水。
对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少油基淬火油原料。
对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少冷却调整添加剂。
对比例3：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少闪点调整活性剂。
对比例4：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少防锈添加剂。
对比例5：烟台市某公司生产的高性能淬火油。
将上述实施例与对比例制备的高性能淬火油进行检测，根据gb/t3536、gb/t265、iso2592、gb/t5096检测其闪点、运动粘度、燃点、腐蚀性、最高冷速，得到的结果如表1所示。
表1：
综合上述，从表1可以看出本发明的高性能淬火油效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。