本发明属于淬火介质技术领域，特别是一种45钢用淬火介质的制备方法。
背景技术：
45#是钢的牌号是一种优质碳素结构钢，对应日标s45c,美标:1045，德标c45。其特征是相比普通a3钢，具有更高的强度，抗变形能力。
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。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种45钢用淬火介质的制备方法，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理10-15min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至70-80℃，保温搅拌反应2-3小时，得到基础液；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得。
所述分散液制备方法为：
将l-酪氨酸在乙二醇中回流22-23小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；
将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至112-114℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b；
将中间体b与氢氧化钠溶液按50-60g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得。
所述中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5。
所述中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3。
所述分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1。
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气中任一种。
所述促进剂为过氧化苯甲酰；
所述过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:40-42。
所述基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为80-83:10-12:4-6:2-3:0.011-0.015。
所述消泡剂为有机硅消泡剂；
所述润湿剂为磺酸钠；
所述稀土盐为硫酸铈或硫酸镧。
本发明制备的淬火介质具有一定的逆溶性，当高温处理后的45钢工件淬入本发明淬火介质中后，由于45钢工件表面接触的液体快速的超过逆溶温度，本发明淬火介质中的聚合物会从溶解状态变为析出状态，然后吸附在45钢工件表面，形成一层均匀的聚合物隔离膜，通过聚合物隔离膜的作用，能够有效的对45钢工件的冷却速度起到一定的缓冲调节作用，避免了常规的水淬冷却速度极快，对于大多数合金钢和形状复杂、薄壁的碳素钢零件，水淬火往往会出现严重的变形和开裂，造成45钢工件的质量大幅度降低；
本发明淬火介质在进行淬火时，通过在介质冷却的蒸汽膜形成阶段，依靠着45钢工件表面粘附着一层均匀的聚合物隔离膜的隔离作用，将水蒸气膜隔离在聚合物隔离膜的外表面，从而就不会产生因淬火零件表面光洁度和几何形状的差异而造成的冷却不均匀的现象发生，从而消除了45钢工件在高温阶段因热应力不均匀而引起的变形。
通过添加少量的稀土盐，能够有效的提高45钢工件表面聚合物隔离膜的温变稳定性，能够有效的避免了由于温变的作用，易导致聚合物隔离膜的变形，进而影响到45钢工件的冷却速率，从而降低45钢工件的质量，在介质冷却的泡状沸腾阶段，泡状沸腾发生在隔离膜的外表面，能够避免了其与45钢工件表面的直接接触，从而能够有效的保障了45钢工件的冷却稳定性，进而显著的提高了45钢工件的淬火质量，金属相变能够均匀与缓慢的产生，降低了淬火时的组织应力和热应力的扩大，在后续经过回火处理后，能够更易于消除残余应力，提高45钢工件的韧性，大幅度的降低了淬火变形和开裂的风险，保障了淬火质量。
有益效果：本发明方法制备的淬火介质淬火后的45钢工件的硬度接近水淬，淬火效果优异，本发明制备的淬火介质具有一定的逆溶性，当高温处理后的45钢工件淬入本发明淬火介质中后，由于45钢工件表面接触的液体快速的超过逆溶温度，本发明淬火介质中的聚合物会从溶解状态变为析出状态，然后吸附在45钢工件表面，形成一层均匀的聚合物隔离膜，通过聚合物隔离膜的作用，能够有效的对45钢工件的冷却速度起到一定的缓冲调节作用，避免了常规的水淬冷却速度极快，对于大多数合金钢和形状复杂、薄壁的碳素钢零件，水淬火往往会出现严重的变形和开裂，造成45钢工件的质量大幅度降低。
具体实施方式
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理10-15min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至70-80℃，保温搅拌反应2-3小时，得到基础液；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得。
所述分散液制备方法为：
将l-酪氨酸在乙二醇中回流22-23小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；
将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至112-114℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b；
将中间体b与氢氧化钠溶液按50-60g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得。
所述中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5。
环氧氯丙烷：分子量92.52；
所述中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3。
所述分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1。
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气中任一种。
所述促进剂为过氧化苯甲酰；
过氧化苯甲酰
分子式:c14h10o4；
闪光点:50c；
密度:1.334g/cm³（25℃）；
外观白色粉末；
所述过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:40-42。
所述基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为80-83:10-12:4-6:2-3:0.011-0.015。
所述消泡剂为有机硅消泡剂；
所述润湿剂为磺酸钠；
所述稀土盐为硫酸铈或硫酸镧。
45钢：化学成分元素比例(%)：碳c:0.42～0.50；铬cr：≤0.25；锰mn：0.50～0.80；镍ni：≤0.25；磷p：≤0.035；硫s：≤0.035；硅si：0.17～0.37，其余为铁fe。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理10min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至70℃，保温搅拌反应2小时，得到基础液，分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1，惰性气体为氮气，促进剂为过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:40，分散液制备方法为：将l-酪氨酸在乙二醇中回流22小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至112℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b，中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5；将中间体b与氢氧化钠溶液按50g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得，中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得，基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为80:10:4:2:0.011，消泡剂为有机硅消泡剂；润湿剂为磺酸钠；稀土盐为硫酸铈。
在880℃下对45钢进行淬火，淬火介质采用实施例1淬火介质进行循环连续使用20个月后，第一次出现淬火断裂现象，表明实施例淬火介质使用寿命为20个月。
实施例2
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理15min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至80℃，保温搅拌反应3小时，得到基础液，分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1，惰性气体为氦气，促进剂为过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:42，分散液制备方法为：将l-酪氨酸在乙二醇中回流23小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至114℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b，中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5；将中间体b与氢氧化钠溶液按60g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得，中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得，基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为83:12:6:3:0.015，消泡剂为有机硅消泡剂；润湿剂为磺酸钠；稀土盐为硫酸铈；
在880℃下对45钢进行淬火，淬火介质采用实施例2淬火介质进行循环连续使用20个月后，第一次出现淬火断裂现象，表明实施例淬火介质使用寿命为20个月。
实施例3
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理12min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至72℃，保温搅拌反应2.5小时，得到基础液，分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1，惰性气体为氖气，促进剂为过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:41，分散液制备方法为：将l-酪氨酸在乙二醇中回流22.5小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至113℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b，中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5；将中间体b与氢氧化钠溶液按54g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得，中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得，基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为81:11:5:2.5:0.012，消泡剂为有机硅消泡剂；润湿剂为磺酸钠；稀土盐为硫酸镧；
在880℃下对45钢进行淬火，淬火介质采用实施例3淬火介质进行循环连续使用21个月后，第一次出现淬火断裂现象，表明实施例淬火介质使用寿命为21个月。
实施例4
一种45钢用淬火介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）基础液制备：
将环氧树脂与氨基酸进行胺基反应，通过在环氧树脂分子链上引入羧酸基团，再进行中和成盐，然后分散在水中，制备得到分散液；
将得到的分散液中添加聚乙二醇和马来酸酐，超声分散处理15min，然后再添加到反应釜中，通入惰性气体，排出反应釜内空气，再添加促进剂，调节温度至75℃，保温搅拌反应3小时，得到基础液，分散液、聚乙二醇和马来酸酐混合质量比为：20:4:1，惰性气体为氮气，促进剂为过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酰与聚乙二醇质量比为1:42，分散液制备方法为：将l-酪氨酸在乙二醇中回流23小时,然后用乙醇重结晶3次,得到中间体a；将上述得到的中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠添加到反应釜中，加热至113℃，反应3小时，然后再进行减压蒸馏,添加甲苯继续减压蒸馏,除去残余的环氧氯丙烷，得到中间体b，中间体、环氧氯丙烷、碳酸钠摩尔比为1:10:1.5；将中间体b与氢氧化钠溶液按55g：500ml的比例混合，加热至75℃，反应1小时，即得，中间体b与氢氧化钠摩尔比为1:3；
（2）淬火介质制备：
向基础液中添加聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐，高速搅拌处理1小时，即得，基础液、聚烷撑乙二醇、消泡剂、润湿剂、稀土盐混合质量比为81:11:5:3:0.012，消泡剂为有机硅消泡剂；润湿剂为磺酸钠；稀土盐为硫酸镧。
在880℃下对45钢进行淬火，淬火介质采用实施例4淬火介质进行循环连续使用22个月后，第一次出现淬火断裂现象，表明实施例淬火介质使用寿命为22个月。
淬透性试验：
依照国家标准gb225-88（钢的淬透性末端淬火试验方法）进行，在880℃下对45钢进行淬火，淬火介质分别采用水、实施例淬火介质，每组试样10个，分别测定距离冷端不同距离下的洛氏硬度值，对比：
表1
对照组为水；
对照组2为矿物油；
由表1可以看出，本发明方法制备的淬火介质淬火后的45钢工件的硬度接近水淬，淬火效果优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。