[发明专利]一种环保高温等温分级淬火油及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环保高温等温分级淬火油，由150BS光亮油、催冷剂、抗氧剂、光亮剂、防锈剂、抗泡剂组成。本发明还提供了上述环保高温等温分级淬火油的制备方法。本发明的最显著特点是高温冷却快，低温冷却平缓；闪点高，使用温度高，抗热氧化性能好，使用寿命长；光亮和防锈性能出色；满足我国石油化工行业标准SH/T 0564‑93《热处理油》2号等温分级淬火油的技术指标要求。另外本发明的生产制备工艺简单，产品环保，质量稳定。

技术领域

本发明属于石油化工领域，涉及一种淬火油，具体来说是一种环保高温等温分级淬火油及其制备方法。

背景技术

随着时代的进步，当前社会对机械金属材料提出了更高的要求——在保证成本不显著增加的情况下，不仅要求其具备较高的强度和硬度，还需要拥有良好的综合力学性能。淬火是机械制造材料处理过程中的一种重要工艺，所谓淬火是把钢加热到奥氏体转化点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的是提高钢的硬度、强度、耐磨性，韧性，疲劳强度以及耐蚀性等，使工件获得好的综合使用性能。要使钢中强度较低，导热性差的奥氏体在冷却过程中转变成有很高强度和硬度和较好韧性的马氏体和贝氏体，避免变成韧性和塑性大、强度和硬度不足的珠光体，冷却速度必须大于钢的临界冷却速度，保证整个工件都转变为马氏体和贝氏体，需要选用冷却能力足够强的淬火介质。但是冷却速度大，工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力，可能使工件变形或开裂。因而要考虑上述两种矛盾因素，合理选择冷却方式和淬火介质。

连续冷却方式是指钢在高温奥氏体状态一直连续冷却到室温。等温冷却方式是指将钢从奥氏体状态迅速冷却到临界温度以下的某一温度，使其发生恒温转变，然后再冷却下来；后者在性能上兼顾了一定的冷却能力、微小变形、良好光亮性三方面的要求，克服了前者变形量不易控制，甚至淬裂的缺点，逐渐成为目前冷却方式的大势所趋。

淬火冷却过程可分为三个阶段，第一阶段为蒸汽膜阶段，工件浸入淬火介质后，在炽热的工件表面，淬火介质会迅速汽化，此时淬火工件会被淬火介质的蒸汽膜所包裹，散热不良，冷速较慢；第二阶段为沸腾阶段，淬火介质蒸汽膜破裂后，淬火工件跟周围的淬火介质直接接触，进行剧烈的热交换，此阶段冷速最快；第三阶段为对流阶段，工件表面的温度降低到淬火介质的沸点温度以下，淬火工件的热量主要通过淬火介质的对流方式来带走，冷速最慢，在此阶段,淬火介质的粘度以及工件和淬火介质间的温度差是重要的。

我国国内使用到的淬火介质五花八门，种类繁多，常见的有淬火油、水性淬火介质及熔盐类物质。水性淬火介质冷速过快，容易导致淬火部件发生较大的尺寸变化甚至开裂，而且水容易蒸发，在热处理行业大量使用网带炉和多用炉的情况下，由于水的蒸发甚至倒吸入设备现象，会导致设备的元器件损坏，破坏淬火气氛，损坏热处理设备甚至会引发灾难性事故，所以其很难运用于等温淬火冷却。另外水性淬火介质与熔盐类物质一样，容易腐蚀工件和设备，工作环境较差。淬火油的表面张力较大，在淬火的初始阶段蒸汽膜容易破裂，能够获得较好的冷却能力；在沸腾和对流阶段，淬火油散热缓和均匀，能够获得比水较好的形变控制，而且如果基础油粘度选择合理，催冷添加剂配比适当，深层淬硬能力可以与水性淬火介质比肩。所以淬火油作为淬火介质，目前用量最大，在钢材热处理过程中具有重要作用。

等温分级淬火，是将工件加热奥氏体化后，浸入温度在贝氏体转变温度与马氏体转变温度之间的淬火介质中快冷后保持适当时间，待工件内外温度一致达到淬火介质温度后，继续冷却到室温，以获得强度硬度高、韧性恰当、抗磨抗腐蚀性强、加工性能良好的贝氏体+马氏体整合组织，变形与开裂减到最小工件的淬火工艺。等温分级淬火主要用于对尺寸变化要求较严格的薄壁型、细长型、凹孔型、空心套圈类精密部件淬火，常见的淬火部品有轴承套圈、齿轮、离合器膜片等。