CN102978357B - 一种超高碳钢的水性淬火剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高碳钢的水性淬火剂,属于热处理淬火剂技术领域。它由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:碳酸钠:5份-8份;淀粉:10份-15份;氢氧化钾:2份-5份;起泡剂:5份-9份;稳泡剂:1份-3份;水:100份。本发明适合超高碳钢淬火时使用,淬火后的超高碳钢获得的组织为超细马氏体,使超高碳钢具有良好的耐磨性和抗疲劳性。
Description
技术领域
本发明属于热处理淬火剂技术领域,更具体地说,涉及一种超高碳钢的水性淬火剂。
背景技术
超高碳钢的含碳量在1%-2.1%(质量分数,下同),超过了传统高碳钢的含碳量。中国专利号200410025519.1,公开日2006年01月04日,公开了一份名称为一种超高碳钢的生产工艺的专利文件,该超高碳钢的合金成分(重量%)为C1.0~1.8%,Si 0.5~3.0%,Cr 0.5~2.0%,Mn 0.2~0.7%,余Fe,喷射成形工艺制取的超高碳钢实施形变与热处理相结合的生产工艺:将喷射成形超高碳钢放入1000℃炉内保温20分钟后取出立即轧制,单道次轧制压下量为60%:轧后迅速放入已达设定温度的热处理炉内保温150分钟后取出空冷。由上述组合生产工艺获得的超高碳钢,具有合适比例的珠光体和球化组织相配合的特殊组织结构,其抗张强度可达1300MPa,而延伸率为18.5%。该发明工艺简单,能源消耗和生产成本明显降低,有利于实现规模生产和推广应用。
超高碳钢的热处理工艺与传统高碳钢不同,该钢在奥氏体化加热时需形变处理以获得较多的位错亚结构,完全奥氏体化淬火后经高温回火获得弥散球状渗碳体和铁素体基体。由于有大量的超细碳化物,在二次加热过程中碳化物将阻碍奥氏体晶粒长大,获得超细奥氏体晶粒。细小的奥氏体晶粒在不同的冷却条件下可获得所需的超细基体组织,如空冷可获得超细珠光体,淬火可获得超细马氏体。但是传统的水性淬火剂获得的马氏体晶粒不够细小,耐磨性不好。
水性淬火剂是区别于淬火油的一种水性的淬火介质。水性淬火剂的种类比较多,最早的是聚乙烯醇类,还有现在占大多数的PAG类的。由于现在市场上及用户使用的95%以上的水性淬火剂都为PAG类的,所以业内都喜欢把PAG淬火剂直接称为水性淬火剂。但是现在的水性淬火剂主要是适用于低、中碳钢感应及大件淬火。缺乏超高碳钢的淬火剂。中国专利号201010243821.X,公开日2010年11月24日,公开了一份名称为一种淬火剂的专利文件,属于热处理淬火冷却技术领域,该发明提供一种淬火剂,其特征在于,以重量百分比计,包括:聚醚:13%~40%;三乙醇胺:1%~5%;苯甲酸钠:0.2%~1%;消泡剂:0.05%~0.5%;余量水。将该发明提供的淬火剂调配成不同浓度进行冷却实验发现,该发明提供的淬火剂在400℃以上的高温阶段冷却速度大,因此可以使得到的工件晶粒细小,提高工件的性能;该发明提供的淬火剂在400℃以下的低温阶段冷却速度较慢,因此可以防止在工件内部形成较大的内应力,从而达到防止工件开裂的目的。但是该发明在应用于超高碳钢时,得到的晶粒不够细小,耐磨性也不高。
发明内容
要解决的问题
针对现有技术对超高碳钢淬火处理时没有合适的淬火剂的问题,本发明提供一种超高碳钢的水性淬火剂,处理的超高碳钢时能获得超细的马氏体,具有良好的耐磨性和抗疲劳性。
技术方案
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:
碳酸钠:5份-8份;
淀粉:10份-15份;
氢氧化钾:2份-5份;
起泡剂:5份-9份;
稳泡剂:1份-3份;
水:100份。
优选的,各组分的重量成分比例为:
碳酸钠:6份;
淀粉:14份;
氢氧化钾:3份;
起泡剂:8份;
稳泡剂:2份;
水:100份。
本发明使用时,先将配好的本发明淬火剂放在一个淬火槽中,淬火槽底部通入一根气管,气管的另一端与鼓风机或者压力气瓶相连。淬火时通过气管向淬火剂中通入气体,淬火剂中能产生大量的气泡。
有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:碳酸钠:5份-8份,淀粉:10份-15份,氢氧化钾:2份-5份,起泡剂:5份-9份,稳泡剂:1份-3份,水:100份,淬火时冷却速度快,所得到的超高碳钢组织为超细马氏体,超高碳钢具有良好的耐磨性和抗疲劳性;
(2)本发明在使用时持续不断的通入气体,产生大量的气泡,淬火时气泡破裂,带走大量的能量,淬火效果好,适合超高碳钢;
(3)本发明原料来源广泛,成本低。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述。
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:
碳酸钠:5份-8份;
淀粉:10份-15份;
氢氧化钾:2份-5份;
起泡剂:5份-9份;
稳泡剂:1份-3份;
水:100份。
本发明使用时,先将配好的本发明淬火剂放在一个淬火槽中,淬火槽底部通入一根气管,气管的另一端与鼓风器或者压力气瓶相连。淬火时通过气管向淬火剂中通入气体,淬火剂中能产生大量的气泡。这些气泡在超高碳钢的表面急速破裂,破裂的过程中带走大量的能量,进一步加快了超高碳钢的冷却速度,超高碳钢的组织获得平均粒径为1.4-1.8μm的超细马氏体,提高了超高碳钢的耐磨性和抗疲劳性能。
实施例1
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:
碳酸钠:6份;
淀粉:14份;
氢氧化钾:3份;
起泡剂:8份;
稳泡剂:2份;
水:100份。
超高碳钢的组织获得平均粒径为1.4μm的超细马氏体,提高了超高碳钢的耐磨性和抗疲劳性能。
实施例2
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:碳酸钠:5份;淀粉:10份;氢氧化钾:5份;起泡剂:9份;稳泡剂:3份;水:100份。超高碳钢的组织获得平均粒径为1.7μm的超细马氏体,提高了超高碳钢的耐磨性和抗疲劳性能。
实施例3
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:碳酸钠:8份;淀粉:15份;氢氧化钾:2份;起泡剂:5份;稳泡剂:1份;水:100份。超高碳钢的组织获得平均粒径为1.8μm的超细马氏体,提高了超高碳钢的耐磨性和抗疲劳性能。
实施例4
一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:碳酸钠:6份;淀粉:11份;氢氧化钾:4份;起泡剂:8份;稳泡剂:23份;水:100份。超高碳钢的组织获得平均粒径为1.6μm的超细马氏体,提高了超高碳钢的耐磨性和抗疲劳性能。
Claims (2)
1.一种超高碳钢的水性淬火剂,由碳酸钠、淀粉、氢氧化钾、起泡剂、稳泡剂和水组成,其重量成分比例为:
碳酸钠:5份-8份;
淀粉:10份-15份;
氢氧化钾:2份-5份;
起泡剂:5份-9份;
稳泡剂:1份-3份;
水:100份。
2.根据权利要求1所述的一种超高碳钢的水性淬火剂,其特征在于:各组分的重量成分比例为:
碳酸钠:6份;
淀粉:14份;
氢氧化钾:3份;
起泡剂:8份;
稳泡剂:2份;
水:100份。
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