專利名稱：高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是高鉻鑄鐵(高鉻球、高鉻襯板)熱處理時，使用的一種水溶性淬火介質。
背景技術：
高鉻鑄鐵是高鉻白口抗磨鑄鐵的簡稱，是一種性能優良而受到特別重視的抗磨材料。在耐磨性上，它比合金鋼高得多，在韌性、強度上，它又比一般白口鑄鐵高得多。同時，它還兼有良好的抗高溫和抗腐蝕性能，而且生產便捷、成本適中，因此成為當代最優良的抗磨損材料之一。高鉻鑄鐵是含碳量在2.09Γ3.2%，含鉻量在12°/Γ28%之間的鉻系白口鑄鐵。鉻的大量加入，是為了賦予材料的高硬度、高耐磨性、高回火穩定性和高抗腐蝕性，同時極大提高了材料的淬透性，使得材料在熱處理時要求淬火介質的冷速慢。高鉻鑄鐵(高鉻 球、高鉻襯板)的熱處理冷卻加工中，采用淬火油作為冷卻介質，油淬后硬度在HRC56-58，耐磨性較差。淬火油使用一段時間后，容易混進水分，就能引起鋼球、襯板等開裂。而且淬火工藝周期長，安全系數低，易引發火災，淬火時產生大量煙霧，對環境以及工作人員的健康都會產生極大的危害。現使用最廣泛的水溶性淬火介質之一是聚烷撐二醇(PAG)淬火液。PAG不燃燒、安全環保，通過對濃度、溫度以及攪拌情況的調節可以得到不同的冷卻性能。但PAG類淬火介質具有局限性，適合普通碳鋼、中低合金鋼等，但對于高合金鋼如高鉻鑄鐵(高鉻球、高鉻襯板)等具有高淬透性的材質在淬火時則易出現淬火裂紋，不能滿足高鉻鑄鐵的熱處理要求。

發明內容
本發明的目的是針對高鉻鑄鐵(高鉻球、高鉻襯板)的組織特點，結合淬火介質的化學特性，提供一種適合高鉻鑄鐵淬火的水溶性淬火介質。它具有低冷速，安全環保等特性。使淬火后的產品有良好的耐磨性，能充分滿足了高鉻鑄鐵淬火的熱處理要求。本發明高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質由原料重量比混合構成:
A聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量:3000 )12-18份
B聚丙烯酸鈉(PAAS)(分子量:25000000)1-3份
C防銹劑6-8份
D殺菌劑0.5份
E pH調整劑5份
F 水65.5-75.5 份。A聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量:3000)，是一種非離子型高分子聚合物，具有水溶性高分子化合物的一般性質，即成膜性、粘結性、吸濕性、增溶或凝聚作用，并無逆溶性，有優異的溶解性能及生理相容性。選用分子量為3000的聚乙烯吡咯烷酮，分子鏈長，粘度適中，由于有成膜保護作用，可有效防止工件開裂，而且與聚丙烯酸鈉有很好的配伍性。
B聚丙烯酸鈉(PAAS)(分子量:25000000)，是一種水溶性高分子化合物，溶于水形成粘稠的透明液體。具有增稠、乳化、賦形、膨化、穩定等多種功能，與水可以任意比例互溶，無逆溶性。選用分子鏈為25000000的聚丙烯酸鈉，分子鏈長，有效減緩介質的V300冷卻速度，減小工件開裂危險。C防銹劑為諾泰生物科技(合肥)有限公司的NEUF316，是有機硼酰胺類防銹齊U，具有高黏度、水溶性好、pH值緩沖性能佳、防銹優異等特點，同時具有對細菌、真菌的抑制能力，不易起泡等特點。D殺菌劑為上海裕誠化工有限公司的Busan77殺菌劑，是一種季胺化合物，該殺菌劑對真菌、霉菌、細菌有較強的抑制作用，可有效防止水溶性介質在使用過程中出現的變質問題。E pH調整劑為華陽恩賽有限公司的CWT-03，是有機堿性胺，能使體系的pH穩定在9-10，可提高淬火液使用壽命。
本發明優點是提供一種具有防銹、防腐、防泡沫、潤濕、殺菌功能的淬火介質，是水溶液，可以與水多倍稀釋使用，調節到一定濃度，冷卻特性與某些淬火油性能相似，甚至優于淬火油。用于高鉻鑄鐵 淬火，既可提高高鉻鑄鐵的淬透性、明顯改善其耐磨性，還可以大量減少鋁、鎳、銅等合金元素的加入量，降低高鉻鑄鐵生產成本。本發明介質化學穩定性高、不變質發臭、壽命長、無污染、高效節能、使用維護簡單。制備方法
將聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉、防銹劑、殺菌劑、pH調整劑、水，按上述配比加入反應釜中，攪拌均勻，得產品。本發明的高鉻鑄鐵水溶性淬火介質，冷卻性能原理與PAG類似。工件進入淬火液先形成一層保護膜，減緩冷卻速度，在“C”曲線鼻子處保護膜迅速破裂，縮短了蒸汽膜階段，迅速進入沸騰冷卻階段，避免了共析組織及珠光體和上貝氏體的產生。在低溫馬氏體轉變階段再次形成相對穩定的保護膜，從而降低了冷卻速度，有助于保持工件較小的淬火變形和使淬裂危險降到最低。其高溫冷卻速度比油要快，能夠避免產生共析組織及珠光體和上貝氏體組織。在低溫段馬氏體組織轉變區，冷卻速度接近于油。但比水慢得多，能夠減小變形防止開裂。使高鉻球回火后硬度可達到63-68 HRC、高鉻襯板回火后硬度> 58 HRC，因而有良好的耐磨性能；沖擊值> 4J/ cm2以上，又有很好的抗沖擊能力，破碎率極低。
具體實施例方式實施例1:
A聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量:3000 ) 12.0份 B聚丙烯酸鈉(PAAS)(分子量:25000000) 3.0份 C防銹劑8.0份
D殺菌劑0.5份
E pH調整劑5.0份
F水71.5份。高鉻球的含鉻量 越高，其淬透性也高，所以為保證高鉻球淬火不開裂，則需要提高聚丙烯酸鈉的含量，降低介質V300的冷卻速度。
實施例2:
A聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量:3000 )18.0份
B聚丙烯酸鈉(PAAS)(分子量:25000000) 1.0份 C防銹劑6.0份
D殺菌劑0.5份
E pH調整劑5.0份
F水65.0份。對高鉻鑄鐵襯板，為保證其熱處理時減小變形量，則提高聚乙烯吡咯烷酮的含量，膠體保護作用使工件金相轉變過程中，減小內應力，有效控制變形量。實施例3:
A聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量:3000 )15.0份
B聚丙烯酸鈉(PAAS)(分子量:25000000) 2.0份 C防銹劑7.0份
D殺菌劑0.5份
E pH調整劑5.0份
F水70.5份。其比較適應高鉻球、高鉻襯板同時淬火使用。表I技術指標典型值比較
權利要求
1.高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質，其特征是:原料重量配比A聚乙烯吡咯烷酮分子量:3000 12-18份B聚丙烯酸鈉分子量:25000000 1-3份C防銹劑6-8份D殺菌劑0.5份E pH調整劑5份F 水65.5-75.5 份。
2.根據權利要求1所述的高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質，其特征是: 防銹劑C為諾泰生物科技(合肥)有限公司的NEUF316 ； 殺菌劑D為上海裕誠化工有限公司的Busan77殺菌劑； pH調整劑E為華陽恩賽有限公司的CWT-03。
3.高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質生產方法，其特征是:原料重量配比A聚乙烯吡咯烷酮分子量:3000 12-18份B聚丙烯酸鈉分子量:25000 000 1-3份C防銹劑6-8份 D殺菌劑0.5份E pH調整劑5份F 水65.5-75.5 份；攪拌均勻，制得。
4.根據權利要求1所述的高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質生產方法，其特征是: 防銹劑C為諾泰生物科技(合肥)有限公司的NEUF316 ； 殺菌劑D為上海裕誠化工有限公司的Busan77殺菌劑； pH調整劑E為華陽恩賽有限公司的CWT-03。
全文摘要
本發明高鉻鑄鐵淬火用水溶性淬火介質，由原料重量配比，聚乙烯吡咯烷酮12-18、聚丙烯酸鈉1-3、防銹劑6-8、殺菌劑0.5、pH調整劑5、水65.5-75.5混配構成。適合高鉻鑄鐵淬火，安全環保，具有較低的冷卻速度，使淬火后的產品耐磨性能好，能充分滿足了高鉻鑄鐵淬火的熱處理要求。
文檔編號C21D5/04GK103233102SQ20131013367
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者姜聚滿, 王莎莎, 夏丹鳳, 楊秀成 申請人:遼寧海明化學品有限公司