一種便于回收利用的高速淬火油組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便于回收利用的高速淬火油組合物，包括以下重量百分比的組分：精制石蠟基礦物油80～98%、苯乙烯丙烯共聚物1～10%、屏蔽雙酚0.1～5%、胺基硫代甲酸甲酯0.01～3%、烷基噻二唑0.001～5%、烷撐聚醚0.001～5%；本發(fā)明的組合物具有冷速高，冷卻性能特別穩(wěn)定，油泥、積碳生成傾向小的特點(diǎn)；采用該淬火油淬火后，工件表面硬度高且均勻，淬硬層深，變形量小，金相組織及機(jī)械性能好，光亮性好，易清洗；工件帶出的油，可用水噴淋沖洗回收，油水易于分離，分離出來(lái)的油便于回收再利用，分離出來(lái)的水清澈，提供回收油的最大等級(jí)的利用，變廢為寶，同時(shí)解決排放污染的問(wèn)題，本組合物性能穩(wěn)定，使得其在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，仍具有良好的油水分離性能。
【專利說(shuō)明】一種便于回收利用的高速淬火油組合物及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種金屬熱處理用淬火油，具體涉及一種便于回收利用的高速淬火油組合物，適用于各種低淬透性鋼的淬火強(qiáng)化，提高淬火過(guò)程中工件帶出消耗淬火油的回收性能，解決淬火油帶耗廢油的污染排放問(wèn)題，本發(fā)明還涉及便于回收利用的高速淬火油組合物的制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
通過(guò)淬火及相應(yīng)的熱處理工藝，改變金屬內(nèi)部金相組織，可以使金屬材質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度性能提高一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。通過(guò)滲碳、氮化與淬火及相應(yīng)的熱處理工藝相結(jié)合的方式，可以獲得外表硬、而心部韌的優(yōu)異綜合性能，可以使機(jī)械零部件的抗沖擊性能、抗黏著磨損及抗疲勞磨損獲得極大的提升，使關(guān)鍵機(jī)械部件的使用壽命獲得數(shù)百倍甚至數(shù)千倍的提高。對(duì)于金屬零部件來(lái)說(shuō)，淬火處理是提高其機(jī)械強(qiáng)度性能的關(guān)鍵工藝。淬火工藝所用的淬火介質(zhì)淬火油，在橋梁、風(fēng)電、汽車、工程機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域的關(guān)鍵零部件(如緊固件、齒輪、軸、軸承、軸套等等)的強(qiáng)化處理中起著重要的作用，而被廣泛使用。
[0003]現(xiàn)有的淬火油存在的問(wèn)題:油水分離效果不好，或者用了一段時(shí)間之后油水分離效果不好，有兩種表現(xiàn)形式，一是后清洗槽中的水呈乳白色，水中還有分散狀的油。二是回收油中含有超量的水(含水量在50000ppm左右，后清洗回收淬火油含水量嚴(yán)重超標(biāo)，不能直接添加到淬火油槽中回收利用。如果后清洗槽中的水含有油，而且油水難以分離，會(huì)引起后清洗水更換時(shí)的污水排放的難題。據(jù)有關(guān)報(bào)道，一桶油可以20平方公里海域的污染。由于生產(chǎn)工序的連續(xù)性，工件清洗后，直接進(jìn)回火爐。在清洗與進(jìn)回火爐之間的停留時(shí)間非常短，工件進(jìn)回火爐時(shí)，工件表面是掛著水珠的。當(dāng)淬火油的油水分離效果不好時(shí)，后清洗的水中含有一定程度的油，工件掛著含有的水珠進(jìn)回火爐，便會(huì)產(chǎn)生兩種不利的影響:1、油進(jìn)回火爐，就會(huì)產(chǎn)生油煙，引起生產(chǎn)車間工作環(huán)境的污染，降低工作間舒適性，2、油分散在工件表面的水珠中帶進(jìn)了回火爐，降低了淬火油的回收率，造成了資源的浪費(fèi)。如果淬火油的油水分離效果不好，后清洗回收油含有大量的水(含水量在50000ppm左右)，并且呈絮狀懸濁狀，流動(dòng)性變差，進(jìn)一步加大了油中的水及油中的鐵屑灰渣等的沉降分離的難度。由于淬火油的含水量一般應(yīng)該控制在300ppm以下，否則便會(huì)引起淬火油的蒸汽膜時(shí)間延長(zhǎng)及不穩(wěn)定，造成，淬火工件硬度不足，不均與，出現(xiàn)軟點(diǎn)，工件變形、開裂、光亮性不好，工件金相組織不合格，機(jī)械強(qiáng)度性能不足等問(wèn)題；淬火油中的水分，還會(huì)加速淬火油衰變，增加淬火油生成油泥積碳的傾向，縮短油的使用壽命；如果淬火油中的含水量過(guò)高(超過(guò)lOOOppm)，還會(huì)增加淬火油爆沸、溢槽、甚至引發(fā)火災(zāi)等危險(xiǎn)傾向。因此如果淬火油的油水分離效果不好，便會(huì)使得后清洗回收油，難以在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)直接回收利用，需要增加特殊的回收處理工藝，便會(huì)增加回收處理費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用等成本。如果淬火油的油水分離問(wèn)題特別嚴(yán)重的，那么后清洗回收油即使通過(guò)回收再生工藝也難以回收，就好造成資源的浪費(fèi)，以及引起排污等環(huán)境壓力。一些生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的后清洗回收油，由于油水分離效果不好，難以回收利用，在存儲(chǔ)空間堆積，還引起生產(chǎn)場(chǎng)地周轉(zhuǎn)的不暢通。
[0004]淬火油油水分離效果不好，或使用一段時(shí)間之后在后清洗槽油水分離效果不好。主要有以下幾個(gè)方面的原因:1、在淬火油的組合物中含有容易引起乳化的成分，比如基礎(chǔ)油的精制程度不夠，含有一些容易引起乳化的雜質(zhì)，又如對(duì)添加劑的選用不合理，選用了一些易導(dǎo)致乳化的添加劑。2、組合物配制不合理，未進(jìn)行油水分離效果的優(yōu)化。3、淬火油組合物的成分不穩(wěn)定，易變質(zhì)產(chǎn)生一些物質(zhì)，導(dǎo)致油水分離困難。特別是，隨著現(xiàn)在淬火生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步，為了節(jié)省人工，淬火設(shè)備越來(lái)越多的配備磁性自動(dòng)上料機(jī)。工件上的金屬切削屑被磁化粘附在工件上，在前清洗過(guò)程中難以被從工件上沖洗下來(lái)，而帶入淬火油槽和后清洗槽，隨時(shí)生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，鐵屑在淬火油槽和后清洗大量富集。金屬對(duì)油的老化有催化作用。金屬屑比表面積大，其催化作用更加顯著。會(huì)使淬火油氧化酸化，加速油泥的生成傾向。在后清洗槽中，金屬屑以及一些非不銹鋼的金屬設(shè)備配件，會(huì)在水中發(fā)生腐蝕，生成絮狀的金屬氫氧化物，這一部分產(chǎn)物亦會(huì)催化油的老化酸化。然后，金屬的氫氧化物會(huì)和油中的老化產(chǎn)物有機(jī)酸發(fā)生反應(yīng)形成二價(jià)金屬皂化物。所形成的這些二價(jià)金屬皂化物遇水之后，會(huì)使油水界面膜稠化。后清洗主要是采用水噴射式清洗，利用水的噴射沖洗作用，將工件表面的殘油沖洗下來(lái)而進(jìn)行回收。水噴射沖洗的攪動(dòng)作用會(huì)使油水分散乳化，二價(jià)金屬皂對(duì)油水界面的稠化，使得界面膜的流動(dòng)性變差，乳化趨向穩(wěn)定，油水難以破乳分離。另外，淬火現(xiàn)場(chǎng)空氣中灰塵的沉降，工件表面灰塵的引入，淬火氣氛的裂解碳化等因素也會(huì)引入一些顆粒。金屬皂形成的膠束對(duì)顆粒物的粘附，使得油水界面膜的強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，使得油水破乳分離更加困難，導(dǎo)致后清洗回收油呈現(xiàn)魚籽膠束狀，其中的水、灰塵、金屬屑、顆粒狀物等難以沉降分離，后清洗回收油難以投入淬火油槽回收使用。 [0005]為了降低淬火應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)污水排放中油的含量，使其污水排放達(dá)到環(huán)保要求，減小污水排放壓力，減小回火車間油煙氣的排放，改善工作車間空氣質(zhì)量，提高工作環(huán)境舒適程度，提高淬火后清洗廢油的回收利用率。針對(duì)淬火設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)目前淬火油后清洗回收油水分離回收問(wèn)題現(xiàn)狀，依據(jù)油水分離問(wèn)題發(fā)展變化因素的形成原因。只有改進(jìn)淬火油組合物，提高油水分離效果，并鈍化引起油水分離效果惡化的因數(shù)，使油水分離效果具有持續(xù)穩(wěn)定性。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種便于回收利用的高速淬火油組合物，具有冷速高，冷卻性能特別穩(wěn)定，油泥、積碳生成傾向小的特點(diǎn)。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種便于回收利用的高速淬火油組合物，所述的組合物包括以下重量百分比的組分:
精制石蠟基礦物油 80~98%
苯乙烯丙烯共聚物 I~10%
屏蔽雙酚0.1~5%
胺基硫代甲酸甲酯 0.0I~3%
烷基噻二唑0.001~5%
烷撐聚醚0.001~5%
優(yōu)選的，所述苯乙烯丙烯聚合物的分子量為1000~15000。
[0008]優(yōu)選的，所述屏蔽雙酚為亞撐基受阻酚。
[0009]優(yōu)選的，所述的胺基硫代甲酸甲酯為雙胺基硫代甲酸甲酯。
[0010]優(yōu)選的，所述的烷撐聚醚的分子量為1000~10000。[0011]本發(fā)明還提供一種便于回收利用的高速淬火油組合物的制備方法，包括如下步驟:
(1)將精制石蠟基礦物油總質(zhì)量的50%加入反應(yīng)器內(nèi)，攪拌升溫至80~100°C；
(2)向上述礦物油中按比例加入苯乙烯丙烯共聚物、屏蔽雙酚、烷撐聚醚，恒定在80~100°C之間，繼續(xù)攪拌至澄清透明；
(3)加入剩余精制石蠟基礦物油，并降溫至60°C，然后按比例加入胺基硫代甲酸甲酯、烷基噻二唑，循環(huán)攪拌均勻，得到所述便于回收利用的高速淬火油組合物。
[0012]本發(fā)明的有益效果:具有持續(xù)穩(wěn)定油水分離效果；同時(shí)具有冷速高，冷卻性能特別穩(wěn)定，油泥、積碳生成傾向小的特點(diǎn)；采用該淬火油淬火后，工件表面硬度高且均勻，淬硬層深，變形量小，金相組織及機(jī)械性能好，光亮性好，易清洗；工件帶出的油，可用水噴淋沖洗回收，油水易于 分離，分離出來(lái)的油便于回收再利用，分離出來(lái)的水清澈，提供回收油的最大等級(jí)的利用，變廢為寶，同時(shí)解決排放污染的問(wèn)題，本組合物性能穩(wěn)定，使得其在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，仍具有良好的油水分離性能。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]本發(fā)明的一種便于回收利用的高速淬火油組合物，包括以下重量百分比的組分: 精制石蠟基礦物油 80~98% ；
苯乙烯丙烯共聚物 I~10% ；
屏蔽雙酚0.1~5% ；
胺基硫代甲酸甲酯 0.0I~3% ;
烷基噻二唑0.001~5% ；
烷撐聚醚0.001~5% ；
本發(fā)明提供的淬火油組合物，具有極高的冷速，而且由于選用的組分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此其冷速具有很好的穩(wěn)定性，滿足淬透性差的低碳合金鋼、厚大尺寸工件，高淬硬、深淬硬層、持續(xù)穩(wěn)定的淬火應(yīng)用場(chǎng)合的要求。又由于在組合物中沒(méi)有選用易引起油水乳化的組分，并引進(jìn)了促進(jìn)油水分離的成分，改進(jìn)淬火油的油水分離效果。在組合物中選用相應(yīng)的組分，具有分解過(guò)氧化物，鈍化金屬屑的活性的作用，抑制了過(guò)氧化物及金屬屑對(duì)油的催化老化作用，抑制了易導(dǎo)致油水障礙的二價(jià)金屬皂的生成；因而該組合物良好的油水分離效果具有優(yōu)異的持續(xù)穩(wěn)定性。熱處理應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)廢水及煙氣的排放、廢油的回收利用等問(wèn)題得到有效解決。
[0015]實(shí)施例1
向反應(yīng)器內(nèi)加入精制石蠟基礦物油40份，均勻攪拌升溫至80-100°C ;加入分子量為2000的苯乙烯丙烯共聚物10份，亞撐基受阻酚5份，分子量為2000的烷撐聚醚1份，攪拌至均勻澄清透明；加入精制石蠟基礦物油40份，并降溫至60°C，加入雙胺基硫代甲酸甲酯3份，烷基噻二唑1份，攪拌均勻。
[0016]實(shí)施例2
向反應(yīng)器內(nèi)加入精制石蠟基礦物油40份，均勻攪拌升溫至80-100°C ;加入分子量為8000苯乙烯丙烯共聚物1份，亞撐基受阻酚1份，分子量為5000烷撐聚醚2份，攪拌至均勻澄清透明；加入精制石蠟基礦物油50份，并降溫至60°C，加入雙胺基硫代甲酸甲酯3份，烷基噻二唑3份，攪拌均勻。[0017]實(shí)施例3
向反應(yīng)器內(nèi)加入精制石蠟基礦物油40份，均勻攪拌升溫至80-100°C ;加入分子量為10000苯乙烯丙烯共聚物1份，亞撐基受阻酚2份，分子量為8000烷撐聚醚0.5份，攪拌至均勻澄清透明；加入精制石蠟基礦物油55份，并降溫至60°C，加入單胺基硫代甲酸甲酯外的其他胺基硫代甲酸甲酯1份，烷基噻二唑0.5份，攪拌均勻。
[0018]實(shí)施例4
向反應(yīng)器內(nèi)加入精制石蠟基礦物油40份，均勻攪拌升溫至80-100°C ;加入分子量為15000苯乙烯丙烯共聚物1份，亞撐基受阻酚0.1份，分子量為10000烷撐聚醚0.001份，攪拌至均勻澄清透明；加入精制石蠟基礦物油56份，并降溫至60°C，加入單胺基硫代甲酸甲酯3份，烷基噻二唑0.001份，攪拌均勻。
[0019]對(duì)比例I 市場(chǎng)上淬火油I。
[0020]對(duì)比例2 市場(chǎng)上淬火油2。
[0021]表一實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2的產(chǎn)品性能指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種便于回收利用的高速淬火油組合物，其特征在于:所述的組合物包括以下重量百分比的組分: 精制石蠟基礦物油 80~98% 苯乙烯丙烯共聚物 I~10% 屏蔽雙酚0.1~5% 胺基硫代甲酸甲酯 0.0I~3% 烷基噻二唑0.001~5% 烷撐聚醚0.001~5% 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于回收利用的高速淬火油組合物，其特征在于:所述苯乙烯丙烯聚合物的分子量為1000~15000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于回收利用的高速淬火油組合物，其特征在于:所述屏蔽雙酚為亞撐基受阻酚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于回收利用的高速淬火油組合物，其特征在于:所述的胺基硫代甲酸甲酯為雙胺基硫代甲酸甲酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種便于回收利用的高速淬火油組合物，其特征在于:所述的燒撐聚醚的分子量為1000~10000。
5.一種便于回收利用的高速淬火油組合物的制備方法，其特征在于:所述的制備方法包括以下步驟:(1)將精制石蠟基礦物油總質(zhì)量的50%加入反應(yīng)器內(nèi)，攪拌升溫至80~100°C； (2)向上述礦物油中按比例加入苯乙烯丙烯共聚物、屏蔽雙酚、烷撐聚醚，恒定在80~100°C之間，繼續(xù)攪拌至澄清透明； (3)加入剩余精制石蠟基礦物油，并降溫至60°C，然后按比例加入胺基硫代甲酸甲酯、烷基噻二唑，循環(huán)攪拌均勻，得到所述便于回收利用的高速淬火油組合物。
【文檔編號(hào)】C21D1/58GK103981340SQ201410222591
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】方建, 廖鷹 申請(qǐng)人:江蘇鑫露新材料股份有限公司