快速光亮淬火油的研制

《2002年科技论文研字第号》

快速光亮淬火油的研制

赵彩伶孙素华

北京燕山分公司炼油厂研究所

2002年11月

目录

1.前言

2.淬火油规格标准

3.性能考察

4.快速光亮淬火油的组成及综合性能

5.经济效益

6.结论

7.参考文献

快速光亮淬火油的研制

摘要详细介绍了快速光亮淬火油的研制步骤和工艺过程，对其理化性能、冷却特性、工艺性能进行了分析和评定。

关键词淬火油热处理研制试验

1.前言

随着机械行业的高速发展，对热处理工艺的要求越来越高，对热处理用冷却介质相应提出了更高的要求[1]。淬火油是精加工零件淬火所用的良好的介质，因其冷却性能易于调整，且冷却速度适中，被广泛应用于汽车、轴承和冶金矿山机械等金属加工领域。

加热和冷却是热处理的两个基本组成部分，热处理基本原理就是通过加热和冷却来改变材料的组织性能[2]。近几年来，我国在热处理专用油研究中做了大量的工作，相继研究开发出了一系列的专用热处理油产品，并相应地建立了热处理油的热氧化安定性、冷却性能、光亮度的试验方法。我国研制的热处理油系列产品，其质量水平已达到了80年代初国际先进水平，可满足不同炉型、不同钢种、不同形状、尺寸的零件淬火。汽车行业和轴承行业是较早认识到新的淬火油重要性行业。应用较普遍的是快速淬火油、光亮淬火油、快速光亮淬火油、等温、分级淬火油、超速淬火油、回火油等[3]。解决了国产和进口热处理设备的用油问题，取得了一定的经济效益和社会效益。

淬火油由基础油及催冷、光亮、高温抗氧等添加剂调配而成。燕化炼油厂所产基础油，具有适宜的馏份，良好的粘温特性，较低的蒸发损失等质量特征，适于淬火油的开发生产，但目前一直处于空白状态，为了充分利用企业的基础油资源，开发高性能的淬火油，以满足市场需求，提高企业的经济效益。

2.淬火油规格标准

快速光亮淬火油的技术指标见表1。

表1 冷淬火油的技术指标

项目

普通

淬火油

快速

淬火油

超速

淬火油

快速光亮

淬火油

实验方法

运动粘度（40℃），mm2/s 不大于30261738GB/T265

闪点（开口）℃不低于180170160180GB/T3536

燃点，℃不低于200190180200GB/T3536

倾点，℃不高于-9-9-9-5GB/T3535

水分，% 不大于痕迹痕迹痕迹无GB/T260

腐蚀试验（铜片100℃3h），级，

不大于1111

GB/T5096

光亮性，不大于3221标准专用方法热氧化安定性

粘度比，不大于残炭增加值，% 不大于1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

1.5

SH/T0219

冷却性能

特性温度，℃不低于800→400℃，S 不大于800→300℃，S 不大于520

5.0

600

4.0

585

6.0

600

4.5

SH/T0220

3.性能考察

快速光亮淬火油具有良好的淬火冷却性能，淬火后零件表面光洁，有防锈作用、长寿命、耗油少，可以保证金属所需要的表面硬度和稳定的金相组织。在研制中，考察了燕化基础油的冷却性能，评定了不同催冷剂对燕化基础油冷却性能的改善情况，同时，对添加剂的配伍性进行了研究，最终确定了以燕化生产的HVI150为基础油的快速光亮淬火油的组成。

3.1基础油的选择

燕化炼油厂有丰富的基础油资源，不同馏分范围的基础油对工件的冷却能力是不一样的，而基础油的冷却性能主要取决于它的粘度[4]，根据快速光亮淬火油的质量指标对我厂生产的HVI150进行分析。数据见表2，从表2看出，我厂生产的HVI150能够满足快速光亮淬火油对基础油的要求。

表2 HVI150分析结果

项目残炭

%闪点(开口)

℃

100℃运动粘

度，mm2/s

40℃运动粘

度，mm2/s

粘度

指数

铜片

腐蚀

旋转氧

弹，mi n

碱性氮

PPM

分析值0.004208 5.12929.541011a19213.26 3.2催冷剂的性能考察

冷却性能即冷却能力，是淬火油的最重要的指标[5]。虽然选择了合适的基础油，但不能满足快速光亮淬火油的各项技术要求，还必须加入催冷剂、光亮剂、高温抗氧剂等其他添加剂来改善和提高淬火油的性能。催冷剂一般为大分子的聚合物，由于分子量和结构的不同，可以明显的提高淬火油的冷却性能使沸腾阶段提早进行，选择一种既能提高淬火油的特性温度，又能改善零件在低温区冷却性能的催冷剂是十分必要的[6]。要想对其冷却性能进行评定，就必须要做冷却性能试验。

冷却性能装置是由装有可控温度装置的管式炉、X-Y函数记录仪，电位差计和银探头等组成。将银探头加热到810℃保持2-3min后，迅速淬入试样中连续记录银探头温度下降与时间变化的函数曲线，根据冷却曲线确定试样的冷却性能。冷却曲线见图1~4，从图1~4可看出，曲线3，5，6，7，8具有良好的冷却性能，满足SH0564—93快速光亮淬火油的指标要求。将不同的催冷剂进行复合，具体数据见表3。

基础油100100100100100100100100

催冷剂A a a a a

催冷剂B

b b

1b

1

b

2

b+0.2

b+0.

4

b+0.3

5

b+0.

4

催冷剂C c

催冷剂D d d

1

特性温度／℃595562609574610609610612特性时间／s 2.8 3.0 2.7 2.8 2.8 2.7 2.9 2.9 800～400℃时间 4.0 4.4 3.7 4.2 3.8 3.6 3.7 3.6