一种高强度螺丝批头及其加工工艺
阅读说明：本技术 一种高强度螺丝批头及其加工工艺 (High-strength screwdriver head and machining process thereof ) 是由 许严仓 杜婉苏 刘建伟 夏猛 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高强度螺丝批头及其加工工艺,由预处理螺丝批头放入淬火油中,淬火处理后,在进行回火处理制得；淬火油包括如下重量份原料：80-100份基础油100SN、10-15份复合添加剂、3-5份聚甲基丙烯酸甲酯、3-5份石油磺酸、1-5份仲硫醚油酸丁醋铵盐；该复合添加剂将中间体8上的醇羟基与乙二酸上的一个羧基发生酯化反应,另一个羧基与中间体3上的醇羟基发生酯化反应,制得复合添加剂,该添加剂能够防止沉积物在批头表面沉积和聚集,同时复合添加剂上含有大量受阻酚结构,能够有效地防止淬火油在淬火过程中出现氧化,保证淬火油质量,达到淬火要求。(The invention discloses a high-strength screwdriver bit and a processing technology thereof, wherein the high-strength screwdriver bit is prepared by putting a preprocessed screwdriver bit into quenching oil, and performing tempering treatment after quenching treatment; the quenching oil comprises the following raw materials in parts by weight: 80-100 parts of base oil 100SN, 10-15 parts of composite additive, 3-5 parts of polymethyl methacrylate, 3-5 parts of petroleum sulfonic acid and 1-5 parts of sec-thioether oleic acid butyl acetate ammonium salt; the composite additive is prepared by performing esterification reaction on alcoholic hydroxyl on the intermediate 8 and one carboxyl on oxalic acid, and performing esterification reaction on the other carboxyl and the alcoholic hydroxyl on the intermediate 3.)
技术领域
本发明涉及批头加工技术领域，具体涉及一种高强度螺丝批头及其加工工艺。
背景技术
螺丝批头是一种比较常见的工具，也被称为“风批头”或“电批头”，通常指安装到手电钻或者电锤上面的螺丝刀头，用于紧固或松开螺丝钉，属于消耗类工具，螺丝批头的一端连接电钻、另一端连接螺丝钉，使用过程中要经常承受较多的冲击和振动，所以螺丝批头应该兼有硬度、耐磨性和韧性，只有这样，螺丝批头在使用过程中才能传递较大的扭矩而不被折断，从而更好地服役自身的工况环境；
在现有的螺丝批头使用过程中，会遇到螺丝批头使用寿命不高，易断，易损，为增强螺丝批头强度，会在淬火过程对淬火油加入添加剂来增强螺丝批头强度，而现有的淬火油冷却效率低，且淬火油易出现热氧化现象，使得螺丝批头表面光泽降低，螺丝批头达不到淬火要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度螺丝批头及其加工工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度螺丝批头，由预处理螺丝批头放入淬火油中，淬火处理后，在进行回火处理制得；
所述的淬火油包括如下重量份原料：80-100份基础油100SN、10-15份复合添加剂、3-5份聚甲基丙烯酸甲酯、3-5份石油磺酸、1-5份仲硫醚油酸丁醋铵盐；
该淬火油由如下步骤制成：
步骤A1：将基础油100SN、复合添加剂、聚甲基丙烯酸甲酯、石油磺酸、仲硫醚油酸丁醋铵盐加入搅拌釜中，在转速为1000-1200r/min，温度为200-300℃的条件下，进行搅拌3-5h，制得淬火油。
进一步的，所述的复合添加剂由如下步骤制成：
步骤B1：将苯甲醇、高活性聚异丁烯、马来酸酐加入反应釜，通入氮气进行保护，在转速为150-200r/min，温度为190-200℃的条件下，进行反应10-15h，制得中间体1，将中间体1、二乙烯三胺、甲苯加入反应釜中，在温度为120-150℃的条件下，进行反应10-15h，制得中间体2，将中间体2、环氧丙醇、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为120-150r/min，温度为130-140℃的条件下，进行回流反应3-5h，制得中间体3；
反应过程如下：
步骤B2：将邻羟基苯甲酸、二乙烯三胺、1-羟基苯并三唑、甲苯加入反应釜中，在转速150-200r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体4，将中间体4和浓硫酸，在转速为120-150r/min，温度为105-110℃的条件下，进行搅拌并通入异丁烯，进行反应3-4h，制得中间体5，将中间体5、甲醛水溶液、乙醇混合均匀，在温度为30-40℃的条件下，加入二甲胺水溶液，升温至温度为70-80℃，回流反应3-5h，制得中间体6；
反应过程如下：
步骤B3：将中间体6、正辛硫醇、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120-150r/min，温度120-130℃的条件下，进行回流反应6-10h，制得中间体7，将中间体7、溴乙醇、氢氧化钾、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为50-60℃的条件下，进行反应10-15h，制得中间体8，将中间体8、乙二酸、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃，在转速为300-500r/min，温度为80-90℃的条件下，进行回流反应5-6h后，加入中间体3，继续反应3-5h，蒸馏去除溶剂，制得复合添加剂。
反应过程如下：
进一步的，步骤B1所述的苯甲醇、高活性聚异丁烯、马来酸酐的用量比为50g:0.001mol:0.005mol，高活性聚异丁烯数均分子量为1000，中间体1、二乙烯三胺、甲苯的用量比为0.002mol:0.001mol:50mL，中间体2、环氧丙醇、四氢呋喃的用量比0.001mol:0.001mol:50mL。
进一步的，步骤B2所述的邻羟基苯甲酸、二乙烯三胺、1-羟基苯并三唑的用量摩尔比为1:2:1.5，中间体4和异丁烯的用量摩尔比为1:1.2，浓硫酸的用量为中间体4质量的0.3-0.5％，浓硫酸质量分数为98％，中间体5、甲醛、乙醇、二甲胺的用量比为0.1mol:0.3mol:10mL:0.3mol，甲醛水溶液的质量分数为35％，二甲胺水溶液的质量分数为40％。
进一步的，步骤B3所述的中间体6、正辛硫醇、N,N-二甲基甲酰胺的用量比为0.05mol:0.1mol:10mL，中间体7、溴乙胺、氢氧化钾、四氢呋喃的用量比为0.025mol:0.05mol:0.125mol:40mL，中间体8、乙二酸、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃、中间体3的用量比为0.01mol:0.01mol:5g:30mL:0.01mol。
而该种高强度螺丝批头的加工工艺，具体包括如下步骤：
步骤S1：将螺丝批头在温度为830-850℃的条件下，进行保温30-40min，得到预处理螺丝批头；
步骤S2：将预处理螺丝批头放入淬火油中，进行淬火处理，至螺丝批头降至室温；
步骤S3：将螺丝批头在升温速率为5℃/min的条件下，升温至温度为420-450℃，回火2-3h后，在降温速率为3℃/min的条件下，降温至温度为180-200℃，保温15-18h后，冷却至室温，制得强度螺丝批头。
本发明的有益效果：
本发明在制备一种高强度螺丝批头的过程中制备了一种淬火油，该淬火油以基础油100SN、复合添加剂、聚甲基丙烯酸甲酯、石油磺酸、仲硫醚油酸丁醋铵盐混合制得，聚甲基丙烯酸甲酯和石油磺酸的加入能够使高温状态下的批头迅速冷却，仲硫醚油酸丁醋铵盐的加入能够防止基础油附着在批头上，保证了后续工艺的正常进行，复合添加剂以高活性异丁烯为原料与马来酸酐进行反应，制得中间体1，将中间体1和二乙烯三胺进行进行反应，制得中间体2，将中间体2与环氧丙醇进行反应，使得环氧丙醇上的环氧基开环，与中间体2上的仲胺反应，制得中间体3，将邻羟基苯甲酸和二乙烯三胺进行反应，使得邻羟基苯甲酸上的羧基与二乙烯三胺两端的氨基发生脱水缩合，制得中间体4，将中间体4和异丁烯进行反应，制得中间体5，再将中间体5与甲醛和二甲氨，进行反应，制得中间体6，将中间体6进一步的处理，制得中间体7，将中间体7和溴乙醇进行反应，制得中间体8，将中间体8上的醇羟基与乙二酸上的一个羧基发生酯化反应，另一个羧基与中间体3上的醇羟基发生酯化反应，制得复合添加剂，该添加剂能够防止沉积物在批头表面沉积和聚集，同时复合添加剂上含有大量受阻酚结构，能够有效地防止淬火油在淬火过程中出现氧化，保证淬火油质量，达到淬火要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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
一种高强度螺丝批头的加工工艺，具体包括如下步骤：
步骤S1：将螺丝批头在温度为830℃的条件下，进行保温30min，得到预处理螺丝批头；
步骤S2：将预处理螺丝批头放入淬火油中，进行淬火处理，至螺丝批头降至室温；
步骤S3：将螺丝批头在升温速率为5℃/min的条件下，升温至温度为420℃，回火2h后，在降温速率为3℃/min的条件下，降温至温度为180℃，保温15h后，冷却至室温，制得强度螺丝批头。
淬火油包括如下重量份原料：80份基础油100SN、10份复合添加剂、3份聚甲基丙烯酸甲酯、3份石油磺酸、1份仲硫醚油酸丁醋铵盐；
该淬火油由如下步骤制成：
步骤A1：将基础油100SN、复合添加剂、聚甲基丙烯酸甲酯、石油磺酸、仲硫醚油酸丁醋铵盐加入搅拌釜中，在转速为1000r/min，温度为200℃的条件下，进行搅拌3h，制得淬火油。复合添加剂由如下步骤制成：
步骤B1：将苯甲醇、高活性聚异丁烯、马来酸酐加入反应釜，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为190℃的条件下，进行反应10h，制得中间体1，将中间体1、二乙烯三胺、甲苯加入反应釜中，在温度为120℃的条件下，进行反应10h，制得中间体2，将中间体2、环氧丙醇、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为120r/min，温度为130℃的条件下，进行回流反应3h，制得中间体3；
步骤B2：将邻羟基苯甲酸、二乙烯三胺、1-羟基苯并三唑、甲苯加入反应釜中，在转速150r/min，温度为20℃的条件下，进行反应2h，制得中间体4，将中间体4和浓硫酸，在转速为120r/min，温度为105℃的条件下，进行搅拌并通入异丁烯，进行反应3h，制得中间体5，将中间体5、甲醛水溶液、乙醇混合均匀，在温度为30℃的条件下，加入二甲胺水溶液，升温至温度为70℃，回流反应3h，制得中间体6；
步骤B3：将中间体6、正辛硫醇、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min，温度120℃的条件下，进行回流反应6h，制得中间体7，将中间体7、溴乙胺、氢氧化钾、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为50℃的条件下，进行反应10h，制得中间体8，将中间体8、乙二酸、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行回流反应5h后，加入中间体3，继续反应3h，蒸馏去除溶剂，制得复合添加剂。
实施例2
一种高强度螺丝批头的加工工艺，具体包括如下步骤：
步骤S1：将螺丝批头在温度为840℃的条件下，进行保温35min，得到预处理螺丝批头；
步骤S2：将预处理螺丝批头放入淬火油中，进行淬火处理，至螺丝批头降至室温；
步骤S3：将螺丝批头在升温速率为5℃/min的条件下，升温至温度为430℃，回火2-3h后，在降温速率为3℃/min的条件下，降温至温度为190℃，保温16h后，冷却至室温，制得强度螺丝批头。
淬火油包括如下重量份原料：90份基础油100SN、14份复合添加剂、4份聚甲基丙烯酸甲酯、4份石油磺酸、3份仲硫醚油酸丁醋铵盐；
该淬火油由如下步骤制成：
步骤A1：将基础油100SN、复合添加剂、聚甲基丙烯酸甲酯、石油磺酸、仲硫醚油酸丁醋铵盐加入搅拌釜中，在转速为1100r/min，温度为250℃的条件下，进行搅拌4h，制得淬火油。复合添加剂由如下步骤制成：
步骤B1：将苯甲醇、高活性聚异丁烯、马来酸酐加入反应釜，通入氮气进行保护，在转速为180r/min，温度为195℃的条件下，进行反应13h，制得中间体1，将中间体1、二乙烯三胺、甲苯加入反应釜中，在温度为130℃的条件下，进行反应13h，制得中间体2，将中间体2、环氧丙醇、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为130r/min，温度为135℃的条件下，进行回流反应4h，制得中间体3；
步骤B2：将邻羟基苯甲酸、二乙烯三胺、1-羟基苯并三唑、甲苯加入反应釜中，在转速180r/min，温度为23℃的条件下，进行反应2.5h，制得中间体4，将中间体4和浓硫酸，在转速为130r/min，温度为108℃的条件下，进行搅拌并通入异丁烯，进行反应3.5h，制得中间体5，将中间体5、甲醛水溶液、乙醇混合均匀，在温度为35℃的条件下，加入二甲胺水溶液，升温至温度为75℃，回流反应4h，制得中间体6；
步骤B3：将中间体6、正辛硫醇、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为130r/min，温度125℃的条件下，进行回流反应8h，制得中间体7，将中间体7、溴乙胺、氢氧化钾、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为55℃的条件下，进行反应13h，制得中间体8，将中间体8、乙二酸、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃，在转速为400r/min，温度为85℃的条件下，进行回流反应5.5h后，加入中间体3，继续反应4h，蒸馏去除溶剂，制得复合添加剂。
实施例3
一种高强度螺丝批头的加工工艺，具体包括如下步骤：
步骤S1：将螺丝批头在温度为850℃的条件下，进行保温40min，得到预处理螺丝批头；
步骤S2：将预处理螺丝批头放入淬火油中，进行淬火处理，至螺丝批头降至室温；
步骤S3：将螺丝批头在升温速率为5℃/min的条件下，升温至温度为450℃，回火3h后，在降温速率为3℃/min的条件下，降温至温度为200℃，保温18h后，冷却至室温，制得强度螺丝批头。
淬火油包括如下重量份原料：100份基础油100SN、15份复合添加剂、5份聚甲基丙烯酸甲酯、5份石油磺酸、5份仲硫醚油酸丁醋铵盐；
该淬火油由如下步骤制成：
步骤A1：将基础油100SN、复合添加剂、聚甲基丙烯酸甲酯、石油磺酸、仲硫醚油酸丁醋铵盐加入搅拌釜中，在转速为1200r/min，温度为300℃的条件下，进行搅拌5h，制得淬火油。复合添加剂由如下步骤制成：
步骤B1：将苯甲醇、高活性聚异丁烯、马来酸酐加入反应釜，通入氮气进行保护，在转速为200r/min，温度为200℃的条件下，进行反应15h，制得中间体1，将中间体1、二乙烯三胺、甲苯加入反应釜中，在温度为150℃的条件下，进行反应15h，制得中间体2，将中间体2、环氧丙醇、四氢呋喃加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为140℃的条件下，进行回流反应5h，制得中间体3；
步骤B2：将邻羟基苯甲酸、二乙烯三胺、1-羟基苯并三唑、甲苯加入反应釜中，在转速200r/min，温度为25℃的条件下，进行反应3h，制得中间体4，将中间体4和浓硫酸，在转速为150r/min，温度为110℃的条件下，进行搅拌并通入异丁烯，进行反应4h，制得中间体5，将中间体5、甲醛水溶液、乙醇混合均匀，在温度为40℃的条件下，加入二甲胺水溶液，升温至温度为80℃，回流反应5h，制得中间体6；
步骤B3：将中间体6、正辛硫醇、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度130℃的条件下，进行回流反应10h，制得中间体7，将中间体7、溴乙胺、氢氧化钾、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为60℃的条件下，进行反应15h，制得中间体8，将中间体8、乙二酸、4-二甲氨基吡啶、四氢呋喃，在转速为500r/min，温度为90℃的条件下，进行回流反应6h后，加入中间体3，继续反应5h，蒸馏去除溶剂，制得复合添加剂。
对比例1
本对比例与实施例1相比使得用淬火油未加入复合添加剂，其余步骤相同。
对比例2
本对比例与实施例1相比使得用淬火油用聚异丁烯丁二酰亚胺代替复合添加剂，其余步骤相同。
对比例3
本对比例与实施例1相比使得用淬火油用二叔丁基甲酚代替复合添加剂，其余步骤相同。
将实施例1-3和对比例1-3制得的螺丝批头在松木板上拧3.5×50mm的自攻螺丝1000颗，在投影仪下正面观察头部是否出现磨损，侧面观察叶片棱角是否出现磨损。
用符合中国石化行业标准SH/T0220的冷却仪，检测淬火时，淬火油100℃，螺丝批头800-400℃需要的时间结果如下表所示；
由上表可知实施例1-3制备出的螺丝批头的耐磨性更高，同时制备淬火油冷却性能以及热氧化安定性更好。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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