阅读说明：本技术 抗乳化型超速淬火油组合物、制备方法及其用途 (Anti-emulsification type overspeed quenching oil composition, preparation method and application thereof ) 是由 朱家宝 陈孟子倞 杨兰 李谨 邓象贤 李妲丽 张玉苏 于 2020-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗乳化型超速淬火油组合物、制备方法及其用途。主要解决现有技术中超速淬火油抗乳化性能不足、油水分离性不好的问题。抗乳化性能的提高有利于减少超速淬火油在淬火工件清洗过程中发生的乳化现象。本发明提供一种新的抗乳化型超速淬火油的组合物,以重量份数计,由以下组分组成：a)1～10份的催冷剂；b)0.1～3份的抗氧剂；c)0～1份的金属减活剂；d)0.01～0.5份的抗乳化剂；e)86～98份的基础油,及其制备方法的技术方案较好地解决了该问题,可用于对油水分离性能要求较高的汽车紧固件、齿轮、轴承、无缝钢管等厚大截面或低淬透性的工件淬火。(The invention relates to an anti-emulsification type overspeed quenching oil composition, a preparation method and application thereof. Mainly solves the problems of insufficient demulsification performance and poor oil-water separation performance of the overspeed quenching oil in the prior art. The improvement of the anti-emulsifying performance is beneficial to reducing the emulsification phenomenon of the overspeed quenching oil in the cleaning process of the quenching workpiece. The invention provides a novel anti-emulsification type overspeed quenching oil composition which comprises the following components in parts by weight: a) 1-10 parts of a refrigerant catalyst; b) 0.1-3 parts of an antioxidant; c)0 to 1 part of a metal deactivator; d) 0.01-0.5 part of an anti-emulsifier; e) 86-98 parts of base oil and the technical scheme of the preparation method thereof well solve the problem, and can be used for quenching workpieces with high requirements on oil-water separation performance, such as automobile fasteners, gears, bearings, seamless steel pipes and the like, and large sections or low hardenability.)

抗乳化型超速淬火油组合物、制备方法及其用途

技术领域

本发明隶属于金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种具有抗乳化性能的超速淬火油组合物、制备方法及其用途。

背景技术

金属的热处理是通过加热、保温、冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，从而获得所需力学性能、物理性能和化学性能的一种加工工艺。它能显著提升钢铁零件的提高使用性能、改善其工艺性能、提高产品质量、延长使用寿命、利于冷热加工、提高经济效率、延长零件的使用寿命。

淬火是将钢加热到A_c3或A_c1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，由此来提高金属零部件的硬度以及耐磨性的热处理工艺。随着现代工业的发展，人们对金属零部件的结构性能与机械性能的要求越来越高，也就要求在工艺生产中使用的淬火介质的性能更加的优越。常见的淬火介质包括空气、水、淬火液和淬火油。其中以淬火油用量最大，应用范围最广。

近年来，随着新型热处理设备的出现、热处理工艺的提高，以及汽车、机械等行业加工的零件种类增多，许多零件用一般快速淬火油淬火会达不到工件要求的硬度和金相，而改用水基淬火介质又容易出现变形量大或淬裂等情况。因此，企业对影响零件硬度、金相、变形量的淬火油冷却性能的要求也越来越高。按照淬火油行业标准SH/T0564-93的归类，这些具有较高冷却速度、低黏度、高闪点、较长使用寿命的淬火油属于超速淬火油的范畴。

工件在入炉回火前，常需经历水洗工序，以清洗掉淬火工件表面残留的淬火油。清洗下来的油水混合物在经历沉降脱水析出等工艺后会再次回收、重复利用。因此清洗下来的油水混合物应当具有较强的油水分离性能，不乳化，这样才可以回收到淬火槽中重复使用。如若油品的抗乳化性能不佳，则难以回收，或回收油品中水分超标。水分超标的淬火油品会加速老化，且淬火的工件会机械性能不达标、出现残次品。

本发明涉及的抗乳化型超速淬火油一方面要保证淬火介质冷却迅速，另一方面需要确保油品具有优秀的油水分离性能。中国专利申请CN110317932A公开了一种抗乳化防锈型淬火油组合物及其制备方法，该组合物包含以下按重量百分数计的原料：90.2～96.63％的石蜡基基础油，1.8～7.9％的聚烯烃，0.025～0.1％的石油磺酸皂，0.02～0.1％的三乙醇胺，0.025～0.1％的聚醚，0.5～1.5％的抗氧剂。该发明实现了抗乳化和防锈双重作用。中国专利申请CN110747319A公开了一种超速淬火油及其制备方法，该超速淬火油按重量百分数计由以下组分组成：88～95％的基础油，0.5～1％的高温抗氧化剂，2～5％的高温抗氧化剂，1～4％的低温催冷剂。该超速淬火油发明可以优化淬火油品的耐热性、抗老化性、乳化分散性。

现有多数技术中超速淬火油存在抗乳化性能不佳、油水分离能力较差的问题。而少数具有一定抗乳化性能的超速淬火油，则存在着冷却能力不够强的问题。这些状况的产生常与添加剂、基础油种类的选择，及配方各组成物之间的配伍性有关。通过选用不同添加剂进行组合，有利于增强冷却性能，改善工件质量，提升淬火油的油水分离性，方便清洗回收。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在抗乳化性能不佳、油水分离能力较差；以及当抗乳化性能强时冷却能力不够强的问题，提供了一种新的抗乳化型淬火油组合物，该组合物具有优良的冷却性能和抗乳化性能。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的抗乳化型淬火油组合物的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的抗乳化型淬火油组合物的用途。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种抗乳化型超速淬火油组合物，以重量份数计，由以下组分组成：

a)1～10份的催冷剂；

b)0.1～3份的抗氧剂；

c)0.01～1份的金属减活剂；

d)0.01～0.5份的抗乳化剂；

e)86～98份的基础油。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，催冷剂的用量为1～8份，抗氧剂的用量为0.1～2份，金属减活剂的用量为0.01～0.05份，抗乳化剂的用量为0.01～0.05份，基础油的用量为90～97份。

上述技术方案中，优选地，所述的催冷剂选自高粘聚酯或高粘聚酯和选自高分子石油树脂、乙烯-丙烯无规共聚物、聚异丁烯、烷基磺酸钠、石油磺酸钙、石油磺酸钡或石油磺酸钠中的至少一种的混合物。

上述技术方案中，优选地，所述的高粘聚酯选自Priolube 3986、Priolube 2046、Palub 8466、Palub 8446或Synbase C2000中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂和胺类抗氧剂的混合物；酚类抗氧剂选自3，5-二叔丁基对甲酚、2，6-二叔丁基对甲酚、硫醚基酚、3，5-二叔丁基苯基苯酸辛酯或液体高分子酚酯中的至少一种；所述的胺类抗氧剂选自烷基化二苯胺、辛基/丁基二苯胺、烷基苯基-α-萘胺或N-苯基-N’-烷基-对亚苯基二胺中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述金属减活剂选自苯三唑衍生物或噻二唑衍生物中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述抗乳化剂选自聚醚共聚物、环氧丙烷二胺缩聚物、聚环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物或乙二醇酯中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述基础油选自40℃下的运动黏度不大于15mm²·s^-1的矿物型基础油中的至少一种。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：

一种前述的抗乳化型超速淬火油组合物的制备方法，包括以下步骤：将基础油泵送入调和釜，开启搅拌器和加热开发，待基础油加热至55～70℃时，依次加入所需量的催冷剂、抗氧剂、金属减活剂和抗乳化剂，在55～70℃继续保温搅拌2～10小时得到淡黄色均匀液体，即为抗乳化型超淬火油组合物。

为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：

一种前述的抗乳化型超速淬火油组合物在对油水分离性能要求较高的汽车紧固件、齿轮、轴承、无缝钢管等厚大截面或低淬透性的工件淬火中的应用。

本发明的抗乳化型超速淬火油组合物充分利用了催冷剂、抗氧剂、金属减活剂、抗乳化剂和基础油等的协同作用。本发明利用了多种不同添加剂的复配，使得产物的油水分离性能明显提升，从而解决工件清洗工序淬火油回收难的问题；本发明利用了两类抗氧剂的复配，提升了油品的氧化安定性；本发明选用了低粘度的基础油，不同催冷剂的复合使用，保证油品冷速快且分布合理均匀，有利于减少工件的变形开裂；冷速分布合理，既可使零件获得足够的硬度和硬化层深度，又能减少淬火工件在清洗过程中的乳化现象，进而提高油品的回收率、节约成本，取得了较好地技术效果。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面将通过具体的实施例来对本发明进一步说明。

【实施例1】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至65℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在65℃继续保温搅拌5小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例2】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至70℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在70℃继续保温搅拌5小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例3】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至55℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在55℃继续保温搅拌8小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例4】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至68℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在68℃继续保温搅拌3小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例5】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至60℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在60℃继续保温搅拌4小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例6】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至65℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在65℃继续保温搅拌5小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【实施例7】

将基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至58℃时，依次加入所需量的各添加剂组分，并将其搅拌均匀至溶解。在58℃继续保温搅拌7小时得到均匀液体，即抗乳化型超速淬火油组合物，其组分及重量份数配比见表1。

【对比例1】

专利CN109022713A公开了一种抗乳化型超速淬火油组合物的制备方法。将HVIII-2 92.7份基础油泵送入调合釜，开动搅拌器和加热开关，待油品加热至65℃时，依次加入高分子石油树脂6份、2,6-二叔丁基对甲酚T501 0.5份、辛基/丁基二苯胺L57 0.3份、油酸酰胺0.5份，在65℃继续保温搅拌3小时即得到该淬火油组合物。

表1实施例1至实施例7各组分组成及其重量份数配比

将【实施例1-7】的抗乳化超速淬火油组合物及【对比例1】的淬火油组合物进行40℃运动黏度、开口闪点、热氧化安定性、油水分离性能、ISO 9950冷却性能测试，结果见表2。

表2实施例1至实施例7及对比例1的性能测试数据

由表2可知，本发明所提供的【实施例1～7】均具有复合SH/T0564-93标准规定的各项要求，且闪点均比【对比例1】要好，这表明本发明的抗乳化型淬火油具有更加安全的使用条件；最大冷温和300℃冷速均比【对比例1】要好，这表明本发明具有更快的低温段冷速，可以更好的实现工件的淬火处理，保证淬火工件的硬度和淬硬层深度；其中【实施例3～7】的油水分离性也优于【对比例1】，这表明本发明在清洗工序环节可以更好的实现油水分离、利于回收、节约成本。

综上本发明可解决现有技术方案的问题，满足优良的油水分离性能和冷却性能。