[发明专利]水系冷却剂

说明书

技术领域

本发明涉及水系冷却剂，具体而言，涉及用于金属部件的淬火等的水系冷却剂。

背景技术

用于金属部件的淬火的冷却剂（热处理液）大致分为油系和水系（水溶液），广泛使用油系的热处理液。这是因为油系的热处理液具有适度的冷却性能，淬火应变小，不用担心淬火裂痕发生的缘故。

另一方面，在特大的金属部件、淬火性差的金属部件的情形中，由于油系的热处理液的冷却速度慢、冷却性能不足，因而使用水系的热处理液。但是水系的热处理液由于冷却性能较油系热处理液高，因而容易发生冷却不均，可能产生淬火裂痕。

因此，已知有为了防止淬火裂痕而将水溶性聚合物添加于水系热处理液的组合物。这种水系热处理液组合物中，水溶性聚合物附着于金属部件的表面，阻碍热传导，抑制冷却性能。添加有水溶性聚合物的水系热处理液组合物已在工业上普及，作为水溶性聚合物，聚亚烷基二醇（PAG）是主流。但这种水系热处理液组合物的蒸汽膜阶段长，因此具有容易引起冷却不均的缺点。

所以提出了通过在高分子量的聚亚烷基二醇中添加低分子量的二醇来缩短蒸汽膜段階、提高耐冷却不均性能的水系热处理液组合物（参照专利文献1）。此外，还提出了在水溶性的聚氧亚烷基衍生物中含有羧酸或磺酸的碱金属盐的水系热处理液（参照专利文献2）。

另一方面，作为提高耐冷却不均性能的技术，自古以来已知有利用盐水的淬火。盐水没有蒸汽膜阶段，因而具有高冷却性能并且耐冷却不均性能高、淬火裂痕少（参照非专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-227932号公报

专利文献2：日本特开平6-336607号公报

非专利文献

非专利文献1：大和久重雄、“淬火裂痕的探讨（焼割れを考える）”、热处理、昭和42年6月、第7卷、第3号、p.140～144。

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1、2的水系热处理液的冷却速度并不充分。这被认为是由于其具有淬火裂痕危险区域缓慢冷却这一接近油系淬火油特点的目的的缘故。另一方面，非专利文献1的盐水在热处理后1小时以内这一极短时间内会生锈，对油槽等设备的腐蚀也显著，因而在工业上基本无法使用。

本发明的目的在于提供具有高冷却性能、并且作为冷却对象的金属材料不易发生腐蚀的水系冷却剂。

用于解决问题的方法

为了接近上述课题，本发明提供如下所述的水系冷却剂。

（1）水系冷却剂，其特征在于，配合有磷酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、和倍半碳酸盐中的任1种以上的无机酸盐。

（2）上述水系冷却剂，其特征在于，所述无机酸盐是无机酸的金属盐。

（3）上述水系冷却剂，其特征在于，所述无机酸盐是钠盐、钾盐、钙盐、和镁盐中的至少任一者。

（4）上述水系冷却剂，其特征在于，以该冷却剂总量为基准，所述无机酸盐的配合量为1质量%以上且20质量%以下。

（5）上述水系冷却剂，其特征在于，所述磷酸盐是正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、多磷酸盐、和偏磷酸盐中的至少任一者。

（6）上述水系冷却剂，其特征在于，其为淬火油或切削油。

根据本发明，可提供具有极高的冷却性能、并且作为冷却对象的金属材料不易发生腐蚀的水系冷却剂。

具体实施方式

本发明的水系冷却剂（以下，有时简称为“本冷却剂”）是配合有规定无机酸盐的水溶液。以下进行详细说明。

作为本冷却剂中所用的无机酸盐，可举出：磷酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐、碳酸盐（排除碳酸钙）、碳酸氢盐、和倍半碳酸盐等。它们可以单独使用，也可以混合使用。

上述无机酸盐之中，从冷却效果的观点出发，更优选磷酸盐。作为磷酸盐，可以是正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、多磷酸盐、和偏磷酸盐中的任一者。作为多磷酸盐，可举出：二磷酸盐（焦磷酸盐）或三聚磷酸盐等。它们之中，从冷却效果的观点出发，优选焦磷酸盐。

这种无机酸盐优选为金属盐，具体可举出：钠盐、钾盐、钙盐、和镁盐等。它们之中，从冷却性的观点出发，更优选为钠盐、钾盐。

此外，作为本冷却剂中的pH，从防止腐败的观点出发，优选为7以上。