一种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属热处理淬火剂技术领域，具体涉及一种用于铝合金精密零件的水 溶性淬火介质。
【背景技术】
[0002] 在铝合金热处理中，一般采用水作为淬火介质。对于铝合金精密零件，水冷却速度 过快易造成零件严重变形和极大的淬火残余应力，加大了校正工作量和难度，使零件的尺 寸难以保证，同时由于淬火残余应力的影响，易造成零件在使用过程中稳定性能差甚至开 裂而报废。目前部分航空用铝合金淬火介质选择60°C -70°C的热水，虽然可以降低零件的 淬火残余应力，但影响淬火效果，导致时效后的抗拉强度等力学性能降低。
[0003] 水溶性淬火介质是一种添加一定浓度的水溶性聚合物的淬火介质，可以获得水、 油之间的冷却特性，通过调节水溶性聚合物的浓度，获得不同的冷却速度。我国水溶性淬 火介质，近几年有了一定程度的发展，应用较广泛的为聚二醇（PAG，聚烷撑乙二醇）淬火介 质。目前专利报道的有CN201110052521. 8 -种环保型水溶性聚合物淬火介质，其主要由 分子量20000-30000水溶性聚醚、分子量为5000-15000的水溶性聚醚及防锈剂、消泡剂、 水等组成，聚醚给出浓度范围太广，无针对性，需根据零件尺寸调整组元成分，其它专利如 CN02132504. 9、CN200810119463、CN102329926A等公布的淬火剂主要为适用于钢的淬火剂， 而对铝合金精密零件专用淬火剂鲜有报道。本发明是在原有聚二醇（PAG)淬火介质的基础 上，针对铝合金精密零件淬火特性对聚合物成分进行了改进，发明了一种新的铝合金精密 零件专用水溶性淬火介质。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，以解决铝合金 精密零件淬火残余应力大与力学性能无法兼顾等难题，确保铝合金精密零件淬火后，残余 应力小，且力学性能能满足使用要求。
[0005] 为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：
[0006] -种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，其组成成分的重量百分比为：聚二 醇18-22%、防腐剂0. 6-1. 0%、消泡剂为0. 05-0. 15%、沉降剂为500-700ppm，余量为水；所述 防腐剂为亚硝酸盐，所述消泡剂为聚醚改性硅，所述沉降剂为复合碱。
[0007] 所述聚二醇数均分子量为8000-10000。
[0008] 所述淬火介质用于厚度为l_5mm的错合金精密零件。
[0009] 所述淬火介质使用温度为20°C -40°c。
[0010] 本发明所述的聚二醇的浓度可根据零件厚度在18-22%范围内适当调整，厚度小 取上限，厚度大取下限。
[0011] 上述淬火介质的制备方法为：
[0012] 将聚二醇、防腐剂、消泡剂、沉降剂及水按配方中比例加入淬火槽中，搅拌均匀，完 成制备。
[0013] 本发明的有益效果为：本发明提供的一种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介 质，由于采用了合适的淬火介质，能降低零件的初始冷却速度，并使零件表面均匀冷却，减 少零件变形及残余应力。该淬火介质在440°c -250°c冷却能力强，有良好的冷却特性，在降 低残余应力的同时并不影响零件的时效后的力学性能，保证产品质量，另淬火介质中各组 分的配比可根据零件厚度适当调整，保证铝合金精密零件的淬火效果。
【具体实施方式】
[0014] 该淬火剂使用温度为20°C -40°C，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的 说明，以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0015] 实施例1
[0016] 配置浓度为23%的适用于厚度偏薄（〈1. 5mm)的铝合金精密零件的水溶性淬火介 质，以质量百分比计，聚二醇（分子量8000)用量为22%，防腐剂亚硝酸盐用量为0. 85%，消 泡剂聚醚改性硅用量为0. 1%，沉降剂复合碱的用量为500ppm，自来水的用量为77%。
[0017] 配置的23%浓度的水溶性淬火介质的性能及冷却特性如表1所示。通过该淬火介 质的使用，铝合金精密零件的残余应力明显减少，
[0018] 且力学性能符合使用要求，未出现工件腐蚀情况。
[0019] 表1实施例1淬火介质的性能及冷却特性
[0020]
【主权项】
1. 一种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，其特征在于，其组成成分的重量百分 比为：聚二醇18-22%、防腐剂0. 6-1. 0%、消泡剂为0. 05-0. 15%、沉降剂为500-700ppm，余量 为水；所述防腐剂为亚硝酸盐，所述消泡剂为聚醚改性硅，所述沉降剂为复合碱。
2. 根据权利要求1所述的用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，其特征在于，所述 聚二醇数均分子量为8000-10000。
3. 根据权利要求1所述的用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，其特征在于，所述 淬火介质用于厚度为l-5mm的错合金精密零件。
4. 根据权利要求1所述的用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质，其特征在于，所述 淬火介质使用温度为20°C-40°C。
【专利摘要】本发明公开了属于金属热处理淬火剂技术的一种用于铝合金精密零件的水溶性淬火介质。该淬火介质组成成分的重量百分比为：聚二醇(分子量8000)18-22%、防腐剂0.6-1.0%、消泡剂及沉降剂适量，余量为水。本发明淬火介质的优点在于：（1）克服了冷水作为铝合金淬火介质时时冷却速度快，淬火残余应力过大，易使零件变形甚至开裂问题；（2）避免了热水淬火可调节冷却速度，但淬火效果无法达到使用要求等缺点。这种淬火介质能降低铝合金的初始冷却速度，但在440℃-250℃冷却能力强，有良好的冷却特性，且不腐蚀工件。该介质能够降低铝合金零件淬火残余应力且不影响其淬火效果及时效后的力学性能，属于金属热处理淬火剂领域。
【IPC分类】C22F1-04, C21D1-60
【公开号】CN104726656
【申请号】CN201310714011
【发明人】杨银, 闫晓东
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日