专利名称：热处理pag水基淬火介质稳定剂及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料热处理技术领域，具体是关于一种热处理聚烷撑二醇(PAG)水基淬火介质稳定剂；此外，本发明还涉及该稳定剂的用途。
背景技术：
随着航天制造技术和设计水平的迅速发展，对零件性能特别是大型、复杂结构零件的性能均一性要求越来越高，对热处理技术提出了更高要求。热处理中沿用几千年的淬火介质是水和油，采用矿物油等作为淬火冷却介质，环境成本巨大。据化验，油烟(雾)、油中以及钢材表面都留有二恶英，具有极强的致癌性，热处理工人肺癌、鼻咽癌发病率也高于其它职业。油烟(雾)中颗粒排入大气造成的职业病增加，危害面积较大。另外，淬火油中含有较多重金属，清洗后如直排，将污染水源。热处理的淬火油槽是安全生产火灾隐患的重点防范对象，水基淬火介质是发展的重要方向，PAG水基淬火介质是应用最多的淬火介质，由于有机淬火介质易起泡腐败，盐浴加热时零件附带的盐对淬火液有破坏作用，需要使用稳定剂提高淬火介质稳定性和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种能有效提高淬火介质稳定性和使用寿命的热处理PAG水基淬火介质稳定剂，并提出该稳定剂的用途。本发明为解决其技术问题而提供的一种热处理PAG水基淬火介质稳定剂，由下列重量份的组分组成:破泡聚硅氧烷溶液1-10份、二异丁基甲酮1-12份、烯基丁二酸-环烷酸锌1-15份、磺酸钡1-5份和聚乙二醇1-8份。本发明上述热处理PAG水基淬火介质稳定剂的制备方法并无特别之处，只需将各组分搅拌混合即可。
逆溶是PAG具备可调节冷却特性的基础。淬火冷却中，PAG不仅能从工件周围超过浊点的水中脱溶出来，而且还可能同其他脱溶出来的PAG聚合物一起粘附在工件表面上，这部分PAG的浓度，我们把它叫做有效浓度。淬火液在烧杯中作加热试验发现，新配制的淬火液，当被加热到沸腾温度时，脱溶出来的聚合物能全部呈絮状团聚在一起，并因裹带了水蒸气而首先浮在液面上。经过长期使用的PAG淬火液被加热到沸腾温度时，就可能有一部分脱溶出来的聚合物不是与其他聚合物相聚成絮状，而是独自像雪花一样下沉到杯底；盐浴淬火后，矿物盐会进入淬火溶液中，PAG溶液的逆溶效应是二乙基聚醚与水分子之间氢键作用的结果，而矿物盐的进入无疑会减弱该氢键的结合力，使得相应溶液的浊点有所降低，从而导致PAG溶液表现出蒸气膜时效延长,影响淬火效果。本发明上述稳定剂加入，可有效提高一定浓度的PAG淬火液稳定性，提高脱溶出来的聚合物逆溶效果，沉淀物较少；在盐浴淬火时，能提高溶液耐矿物盐能力，减小矿物盐造成的损耗。随着其中稳定剂含量的增加，蒸气膜时效、最大冷速及300°C冷速均有不同变化。当高温探头刚浸入淬火液时，聚合物的析出和探棒周围水的气化同时发生，原来溶解在水中的稳定剂有少部分在探棒表面结晶，这些稳定剂受辐射和传导加热到一定程度就会产生爆炸，爆炸冲击打破了探棒表面的聚合物包膜，使该部位探棒表面暴露在水溶液中，从而加快了冷却速度。溶液中稳定剂浓度越高，爆炸引起的冷却速度增加也就越大。因此在配制PAG淬火液时，应严格控制稳定剂的加入量，以不超过2%的百分比浓度为宜，优选加入量为PAG水溶液重量的0.1-2%。本发明热处理PAG水基淬火介质稳定剂主要用于是以聚烷撑二醇(PAG)为主成份水基淬火介质，且聚烷撑二醇(PAG)水溶液的质量百分浓度为5.0% -30%。具有抑制泡沫产生、防腐和增加稳定性等多重功能。配制好水基淬火介质使用温度为15-70℃，连续生产能保持平稳的工作状态，生产的工件硬度无影响，无腐蚀斑点、表面光洁、质量优良。该稳定剂具有价格低廉、添加后无烟气、无气味、流动性好、盐浴淬火稳定性好等优点，具有推广应用的价值。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。实施例1在PAG质量百分浓度为5%的PAG淬火液加入由下列重量份的组分搅拌混合组成稳定剂:破泡聚硅氧烷溶液3份、二异丁基甲酮5份、烯基丁二酸-环烷酸锌7份、磺酸钡2份和聚乙二醇2份。制得的淬火液使用冷却特性测试仪测试结果见表1，其中1%为最佳配比，使用寿命提高20%。表1稳定剂添加量对PAG5冷却特性的影响
权利要求
1.一种热处理PAG水基淬火介质稳定剂，其特征在于，由下列重量份的组分组成: 破泡聚硅氧烷溶液1-10份； 二异丁基甲酮1-12份； 烯基丁二酸-环烷酸锌1-15份； 磺酸钡1-5份； 聚乙二醇1-8份。
其中优选配比方案由下列重量份的组分组成:破泡聚硅氧烷溶液1-4份、二异丁基甲酮2-7份、烯基丁二酸-环烷酸锌4-8份、磺酸钡2-5份和聚乙二醇2-5份。
2.权利要求1所述的热处理PAG水基淬火介质稳定剂用于以聚烷撑二醇PAG为主成份水基淬火介质。
3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，热处理PAG水基淬火介质稳定剂的加入量为PAG水溶液重量的0.1-2%。
4.根据权利要求2或3所述的用途，其特征在于，聚烷撑二醇PAG水溶液的质量百分浓度为 5.0% -20% ο
全文摘要
本发明公开了一种热处理PAG水基淬火介质稳定剂，由下列重量份的组分组成破泡聚硅氧烷溶液1-10份；二异丁基甲酮1-12份；烯基丁二酸-环烷酸锌1-15份；磺酸钡1-5份；聚乙二醇1-8份。本发明热处理PAG水基淬火介质稳定剂主要用于是以聚烷撑二醇(PAG)为主成份水基淬火介质，加入量为PAG水溶液重量的0.1-2％。本发明还公开了前述热处理PAG水基淬火介质稳定剂的用途。
文档编号C21D1/60GK103088192SQ201110334830
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者袁勇, 徐林, 李中权, 陈建全 申请人:上海航天精密机械研究所