[发明专利]高铬铸铁淬火用水溶性淬火介质

说明书

技术领域

    本发明涉及的是高铬铸铁（高铬球、高铬衬板）热处理时，使用的一种水溶性淬火介质。

背景技术

高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。在耐磨性上，它比合金钢高得多，在韧性、强度上，它又比一般白口铸铁高得多。同时，它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，而且生产便捷、成本适中，因此成为当代最优良的抗磨损材料之一。

高铬铸铁是含碳量在2.0%~3.2%，含铬量在12%~28%之间的铬系白口铸铁。铬的大量加入，是为了赋予材料的高硬度、高耐磨性、高回火稳定性和高抗腐蚀性，同时极大提高了材料的淬透性，使得材料在热处理时要求淬火介质的冷速慢。

高铬铸铁（高铬球、高铬衬板）的热处理冷却加工中，采用淬火油作为冷却介质，油淬后硬度在HRC56-58，耐磨性较差。淬火油使用一段时间后，容易混进水分，就能引起钢球、衬板等开裂。而且淬火工艺周期长，安全系数低，易引发火灾，淬火时产生大量烟雾，对环境以及工作人员的健康都会产生极大的危害。

现使用最广泛的水溶性淬火介质之一是聚烷撑二醇（PAG）淬火液。PAG不燃烧、安全环保，通过对浓度、温度以及搅拌情况的调节可以得到不同的冷却性能。但PAG类淬火介质具有局限性，适合普通碳钢、中低合金钢等，但对于高合金钢如高铬铸铁（高铬球、高铬衬板）等具有高淬透性的材质在淬火时则易出现淬火裂纹，不能满足高铬铸铁的热处理要求。

发明内容

本发明的目的是针对高铬铸铁（高铬球、高铬衬板）的组织特点，结合淬火介质的化学特性，提供一种适合高铬铸铁淬火的水溶性淬火介质。它具有低冷速，安全环保等特性。使淬火后的产品有良好的耐磨性，能充分满足了高铬铸铁淬火的热处理要求。

本发明高铬铸铁淬火用水溶性淬火介质由原料重量比混合构成：

A 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）(分子量：3000 )       12-18份

B 聚丙烯酸钠（PAAS）(分子量：25000000）       1-3份

C 防锈剂                                        6-8份

D 杀菌剂                                       0.5份

E  pH调整剂                                           5份

F  水                                          65.5-75.5份。

A 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）(分子量：3000)，是一种非离子型高分子聚合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，即成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用，并无逆溶性，有优异的溶解性能及生理相容性。选用分子量为3000的聚乙烯吡咯烷酮，分子链长，粘度适中，由于有成膜保护作用，可有效防止工件开裂，而且与聚丙烯酸钠有很好的配伍性。

B 聚丙烯酸钠（PAAS）(分子量：25000000），是一种水溶性高分子化合物，溶于水形成粘稠的透明液体。具有增稠、乳化、赋形、膨化、稳定等多种功能，与水可以任意比例互溶，无逆溶性。选用分子链为25000000的聚丙烯酸钠，分子链长，有效减缓介质的V300冷却速度，减小工件开裂危险。

   C 防锈剂为诺泰生物科技（合肥）有限公司的NEUF316，是有机硼酰胺类防锈剂，具有高黏度、水溶性好、pH值缓冲性能佳、防锈优异等特点，同时具有对细菌、真菌的抑制能力，不易起泡等特点。

   D 杀菌剂为上海裕诚化工有限公司的Busan77杀菌剂，是一种季胺化合物，该杀菌剂对真菌、霉菌、细菌有较强的抑制作用，可有效防止水溶性介质在使用过程中出现的变质问题。

    E  pH调整剂为华阳恩赛有限公司的CWT-03，是有机碱性胺，能使体系的pH稳定在9-10，可提高淬火液使用寿命。  

本发明优点是提供一种具有防锈、防腐、防泡沫、润湿、杀菌功能的淬火介质，是水溶液，可以与水多倍稀释使用，调节到一定浓度，冷却特性与某些淬火油性能相似，甚至优于淬火油。用于高铬铸铁淬火，既可提高高铬铸铁的淬透性、明显改善其耐磨性，还可以大量减少铝、镍、铜等合金元素的加入量，降低高铬铸铁生产成本。本发明介质化学稳定性高、不变质发臭、寿命长、无污染、高效节能、使用维护简单。

制备方法