一种高效防锈快速型淬火液的制备方法与流程

本发明属于淬火液，具体地，涉及一种高效防锈快速型淬火液的制备方法。

背景技术：

1、淬火是一种非常重要的金属热处理工艺；钢的淬火是将钢加热至ac1或ac3以上一定温度获得完全奥氏体组织，保温一段时间后，以大于临界冷却速度冷却至室温获得贝氏体组织或者马氏体组织的热处理工艺。通过淬火来提高机械零件的力学性能和服役寿命，在工业生产中应用十分广泛，通常在淬火后会结合不同程度的回火，使得工件达到更佳的塑性和韧性。淬火质量也成为保障工件品质的关键。提高淬火质量一般有三种方法，一种是通过添加cr、mo(除co和al外)等合金元素，使其溶解到奥氏体中，增大奥氏体的稳定性，使得c曲线右移；第二种是通过增加工件的表面积与体积比，使得工件在淬火过程中更容易散热；第三种是改良淬火工艺，优化淬火冷却过程，一般的优化工艺是选择淬火效果优良的淬火介质来改进工件在冷却过程中高温区和低温区的冷却速度。

2、传统常见的淬火介质有水、盐溶液以及淬火油。水和盐溶液具有很强的冷却能力，但是在低温区快速的冷却速度会引发工件的变形和开裂现象，同时还需要做后续防锈处理。淬火油的冷却速度很慢，几乎不发生变形和开裂的现象，但常常因工艺问题导致工件淬火后达不到所需求的强度和硬度，同时淬火油常用矿物油为基础油，使用后难以降解，直接排放会影响环境。这几种传统的淬火介质都有各自特色的优缺点，均不属于理想型的淬火介质。基于此，寻找一种冷却能力介于油和水之间且高效防锈、环保无污染的理想型淬火介质成为热处理行业从业人员的目标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种高效防锈快速型淬火液。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高效防锈快速型淬火液，包括如下组分：20-45％淬冷组分、1-5％防锈组分、1-5％辅助组分、45-78％水；

4、进一步地，所述淬冷组分使用分子量为50000-60000的pag聚醚(聚烷撑乙二醇)并配合丙三醇和聚乙烯吡咯烷酮。

5、进一步地，所述辅助组分由防腐剂和消泡剂组成。

6、进一步地，所述防腐剂为bk(羟乙基六氢均三嗪)和mbm(n,n'-亚甲基双吗啉)中的一种。

7、进一步地，所述消泡剂为聚醚类或聚醚改性有机硅型消泡剂。

8、进一步地，所述水为工业级去离子水。

9、进一步地，所述防锈组分由黑色金属防锈组分和甲基苯并三氮唑防锈剂组成。

10、其中，所述黑色金属防锈组分通过如下步骤制备：

11、在反应釜中添加15％异壬酸和30％十二碳二元酸，充分搅拌后，加入55％一异丙醇胺后，通入氮气保护并加热至85℃后反应1h，待反应完全后降至室温，对生成物进行冷却、结晶得白色粉末，即黑色金属防锈组分。

12、有机酸和有机胺反应生成酰胺基团，控制羧基与胺基的摩尔比为1:1.3-1.5，以保证反应后产物的碱性，一方面保证黑色金属防锈组分能在淬火液制备时快速溶解在淬火介质pag聚醚中，另一方面是保证防锈组分能稳定地发挥防锈作用、确保防锈效果。

13、该黑色金属防锈组分中有水溶性基团羧基(-cooh)、羟基(-oh)和酰胺基团(-conh)，这些基团均为极性基团，与金属、水有一定的亲和力，含极性基团端极易在金属表面产生吸附，吸附层阻止电荷和物质的移动而达到抑制腐蚀的目的，而非极性尾部则垂直于金属表面，形成了一层排列紧密的吸附膜，会有效的抗拒介质中的水分子、氧、二氧化碳及其他腐蚀性物质的侵入，三种极性基团协同发挥作用，增加了防锈分子间的吸附能力，形成的膜也更厚、更牢固，同时也相对增加了吸附在金属表面的分子，因此本发明自制的黑色金属防锈组分对黑色金属防锈效果优异；同时，长碳链(12碳)进一步提升了黑色金属防锈组分的防锈效果；该黑色金属防锈组分与甲基苯并三氮唑防锈剂协同作用，能够高效防锈并减少后道防锈工艺，共同提高了高效防锈快速型淬火液的防锈性能。

14、一种高效防锈快速型淬火液的制备方法，包括以下步骤：

15、s1、将一定量的去离子水加热至55℃；

16、s2、添加10-30％的pag聚醚，再加5-15％的丙三醇和0.5％的聚乙烯吡咯烷酮进行搅拌分散；

17、s3、加0.5-2％的黑色金属防锈组分，再添加0.1-0.5％的甲基苯并三氮唑，充分搅拌溶解后冷却至室温；

18、s4、最后依次添加一定量的防腐剂、消泡剂，搅拌均匀得到高效防锈快速型淬火液。

19、较低浓度的聚乙烯吡咯烷酮即可发挥其作用，聚乙烯吡咯烷酮低温区域的冷却速度接近于淬火油低温区域的冷却速度，有很强的防止淬裂能力，本发明通过在pag聚醚和丙三醇体系中添加少量聚乙烯吡咯烷酮，有效改善了淬冷液的淬冷时工件的变形和开裂现象；另外，聚乙烯吡咯烷酮对于腐败具有抵抗能力，也有一定的消泡、防锈性能，对人体无害、不污染环境。pag聚醚无毒、公害小、热稳定性良好，因此可长期使用，其具有相对低的老化速率和高的水解稳定性，浓度的少许波动对冷却性能影响也很小，具有良好的工艺适应性；此外，在自然环境中的微生物和酶的作用下，聚醚材料可被分解为二氧化碳、水、无机盐等，具有良好的生物降解性，对环境无污染，因此，相较于传统淬火油的处理废液，本发明产品的处理废液具有可降解性，且本发明淬火液相较于传统淬火油具有易清洗性。经过本发明的高效防锈快速型淬火液处理的淬火工件具有工序间防锈功能，防锈效果优异。

20、本发明的有益效果：少量的聚乙烯吡咯烷酮有效改善了淬冷液的淬冷时工件的变形和开裂现象；本发明的高效防锈快速型淬火液为环境友好型淬火液、无毒、无害、相较于传统淬火油更易清洗；本发明产品的处理废液相较于传统淬火油的处理废液具有可降解性；经过本发明淬火液处理的淬火工件具有工序间防锈功能，防锈效果优异。

技术特征：

1.一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，包括如下组分：20-45％淬冷组分、1-5％防锈组分、1-5％辅助组分、45-78％水。

2.根据权利要求1所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，所述防锈组分由黑色金属防锈组分和甲基苯并三氮唑防锈剂组成。

3.根据权利要求2所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，所述黑色金属防锈组分通过如下步骤制备：

4.根据权利要求1所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，所述淬冷组分使用分子量为50000-60000的pag聚醚并配合丙三醇和聚乙烯吡咯烷酮。

5.根据权利要求1所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，所述辅助组分由防腐剂和消泡剂组成。

6.根据权利要求5所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，所述防腐剂为bk和mbm中的一种；所述消泡剂为聚醚类或聚醚改性有机硅型消泡剂。

7.根据权利要求1所述的一种高效防锈快速型淬火液，其特征在于，水为工业级去离子水。

8.根据权利要求1所述的一种高效防锈快速型淬火液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种高效防锈快速型淬火液的制备方法，属于淬火液技术领域。将一定量去离子水加热至55℃，添加10‑30％的PAG聚醚，再加5‑15％丙三醇和0.5％聚乙烯吡咯烷酮，搅拌后再加0.5‑2％的黑色金属防锈组分、0.1‑0.5％的甲基苯并三氮唑，充分溶解后冷却至室温，最后依次加一定量的防腐剂、消泡剂，搅拌均匀得高效防锈快速型淬火液。聚乙烯吡咯烷酮有效改善了淬冷液的淬冷时工件的变形和开裂现象；本发明淬火液无毒、无害、为环境友好型淬火液、相较于传统淬火油更易清洗；本发明产品的处理废液相较于传统淬火油的处理废液具有可降解性；经过本发明淬火液处理的淬火工件具有工序间防锈功能，防锈效果优异。

技术研发人员：高晓谋,蒯珊
受保护的技术使用者：安徽腾盛化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6