本發明涉及一種淬火油組合物及其用途。
背景技術：
淬火是將鋼加熱到Ac3或Ac1點以上某一溫度,保持一定時間,然后以適當速度冷卻獲得馬氏體和(或)貝氏體組織的熱處理工藝。淬火是機械制造加工中的重要環節，淬火的目的是提高硬度、強度、耐磨性以提高零件的使用性能。淬火介質是金屬零件進行熱處理是的冷卻介質，包括空氣、水、淬火油及水基淬火液等。其中，淬火油目前用量最大，廣泛應用于汽車、工模具、軸承、緊固件、風電及家用電器等行業。
近年來，隨著新型熱處理設備的出現、熱處理工藝的提高，以及汽車、機械等行業加工的零件種類增多，許多零件用一般快速淬火油淬火會達不到工件要求的硬度和金相，而改用水基淬火介質又容易出現變形量大或淬裂等情況。因此，企業對影響零件硬度、金相、變形量的淬火油冷卻性能的要求也越來越高。按照淬火油行業標準SH/T0564-93的歸類，這些具有較高冷卻速度、低黏度、高閃點、較長使用壽命的淬火油屬于超速淬火油的范疇。
文獻CN102212662A公開了一種特快速淬火油及其制備方法，該組合物包含以下按重量百分數計的原料：80-97％的精制礦物油，1-10％的催冷劑，1-5％的抗氧劑，1-6％的陰離子表面活性劑。該特快速淬火油冷卻速度較快，熱氧化安定性較好，但是低溫區的冷卻速度較快，不適合用于汽車鋼板彈簧。文獻CN102382952A公開了一種超速淬火油及其制備方法，該超速淬火油由以下組分組成：精制基礎油85-95wt％，催冷復劑2-10wt％，光亮劑1-5wt％，防銹復合劑1-3wt％，表面活性劑1-2wt％。該超速淬火油解決的是淬火油閃點和使用壽命方面的問題。文獻CN102392110A公開了一種新型超速光亮淬火油組合物及其制備方法，該組合物重量百分比為：催冷劑烯烴聚合物1-3％，胺類催冷劑0.3-1.0％，光亮劑咪唑啉油酸鹽0.3-1.0％，甲基萜烯樹脂0.5-1.0％，酚類抗氧劑0.5-1.0％，工業助劑0.3-1.0％，基礎油加至100％。該超速光亮淬火油具有優良的冷卻性能、氧化安定性和光亮性，適用于小中尺寸的碳素工具鋼的淬火。
現有技術中超速淬火油存在高中溫區的冷卻性能不足，低溫區的冷卻速度過快的問題。提升高中溫區的冷卻性能，有利于提高汽車鋼板彈簧工件淬火后的硬度及金相等級，降低低溫區的冷卻速度有利于減小鋼板彈簧工件淬火彎曲變形。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是現有技術中超速淬火油高中溫區的冷卻性能不足，而低溫區的冷卻速度需要適當降低，熱氧化安定性也需進一步提升，提供一種新的淬火油組合物。該組合物具有優良的冷卻性能，冷速分布合理，既可使零件獲得足夠的硬度和硬化層深度，又能控制淬火變形；具有優良的高溫抗氧化性能，能獲得長期穩定的淬火質量。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種淬火油組合物，以重量份數計由以下組份組成：
a)0.5～10份的催冷劑；
b)0.1～3份的抗氧劑；
c)0.01～1份的金屬減活劑；
d)75～95份的基礎油；
所述催冷劑選自單烯基丁二酰亞胺、乙烯-丙烯無規共聚物、聚異丁烯、聚異丁烯雙丁二酰亞胺、聚異丁烯多丁二酰亞胺或高分子量丁二酰亞胺中的至少一種；
所述抗氧劑酚類抗氧劑和胺類抗氧劑的混合物，所述酚類抗氧劑選自屏蔽酚或液體高分子酚酯中的至少一種，所述胺類抗氧劑選自烷基化二苯胺、烷基苯基-α-萘胺或N-苯基-N’-烷基-對亞苯基二胺中的至少一種；
所述金屬減活劑選自苯三唑衍生物或噻二唑衍生物中的至少一種。
上述技術方案中，優選地，以重量份數計，催冷劑的用量為1～8份，抗氧劑的用量為0.5～2份，金屬減活劑的用量為0.05～0.8份，基礎油的用量為80～90份。
上述技術方案中，所述抗氧劑混合物中，酚類抗氧劑與胺類抗氧劑的重量比優選為0.5～5，更優選為1～3。
上述技術方案中，所述基礎油選自40℃下的運動黏度不大于35mm2·s-1的礦物型基礎油或合成型基礎油中的至少一種。
本發明淬火油組合物的制備方法如下：將基礎油泵送入調合釜，開動攪拌器和加熱開關，待油品加熱至55～65℃時，依次加入所需量的催冷劑、抗氧劑、金屬減活劑，在55～65℃繼續保溫攪拌2～10小時即得到黃色均勻液體。
本發明還提供一種所述淬火油組合物的用途，所述淬火油組合物用于汽車鋼板彈簧零件的淬火。
本發明的淬火油組合物由于充分利用了催冷劑、抗氧劑、金屬減活劑和基礎油的協同作用，特別是利用了兩類抗氧劑復配使用的協同抗氧性，提高了熱氧化安定性能，該淬火油組合物高中溫區的冷卻性能進一步提升，從而有利于提高汽車鋼板彈簧工件淬火后的硬度及金相等級，低溫區的冷卻速度降低，有利于減小鋼板彈簧工件淬火彎曲變形。
下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。
具體實施方式
【實施例1～5】
將基礎油泵送入調合釜，開動攪拌器和加熱開關，待油品加熱至65℃時，依次加入所需量的各組分，在65℃繼續保溫攪拌3小時即得到黃色均勻液體。
淬火油組合物的組份及含量見表1，相應性能指標結果見表2和表3。
其中，
液體高分子酚，上海裕誠化工有限公司出品。
辛基/丁基二苯胺，上海裕誠化工有限公司出品。
HVI II 2，潤滑油基礎油，荊門煉油廠出品，40℃下的運動黏度為9.74mm2·s-1。
HVI II 4，潤滑油基礎油，荊門煉油廠出品，40℃下的運動黏度為21.75mm2·s-1。
HVI 150，潤滑油基礎油，高橋煉油廠出品，40℃下的運動黏度為29.69mm2·s-1。
5號白油，潤滑油基礎油，高橋煉油廠出品，40℃下的運動黏度為6.83mm2·s-1。
通過采用ISO 9950的測試方法，利用IVF quenchotest冷卻性能測試儀，測定各個淬火油組合物的冷卻性能。
【對比例】
根據文獻CN102212662A公開的方法，在調合釜中依次加入80-97％的精制礦物油，1-10％的催冷劑，1-5％的抗氧劑，1-6％的陰離子表面活性劑，加熱攪拌3小時即得到該特快速淬火油。
與【實施例1～5】組成相比，【對比例】基礎油沒有選擇加氫的二類基礎油，抗氧劑只采用胺類抗氧劑，且使用了表面活性劑石油磺酸鈉，考察其冷卻性能、熱氧化安定性等理化指標，結果見表2。由表可見，【對比例】的最大冷速，最大冷速溫度、閃點和熱氧化安定性能不及【實施例1～5】，這將導致淬火后工件硬度和金相達不到要求，且使用壽命較短，而300℃的冷卻速度卻遠大于【實施例1～5】，這會造成淬火后工件彎曲變形。
本發明【實施例1】超速淬火油在60～70℃條件下用于江西某廠汽車鋼板彈簧零部件淬火，淬火后零件硬度、層深、金相組織、變形量等檢測指標均滿足廠方要求，相比其原用的多個淬火油進行汽車鋼板彈簧淬火，工件淬火后的硬度及金相等級有所提高，減小鋼板彈簧工件淬火彎曲變形。
表1
表2