一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法技术

本发明专利技术公开了一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法，属于金属热处理技术领域。该淬火油的组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。本发明专利技术的淬火油对板簧的最大冷却速度在110～120℃/s左右，使用温度在65～70℃时效果最好，使淬火后的板簧强度和刚度大大提高，同时能够实现表面自动发黑的效果，而且表面形成的保护膜结合力强，耐磨性能好，减少热处理后表面再次涂覆防锈处理，节约资源，减少工序，提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属热处理
，更具体地说，涉及一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法。
技术介绍
汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用；汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。在悬架系统中除了起缓冲作用外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必要设置其它的导向机构，另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，因此采用此种结构可以不装减振器。由此可以看出，汽车板簧的性能需要满足很高的要求，汽车板簧常用的加工工艺路线为下料--校直--钻孔--卷耳--淬火+中温回火--喷丸--装配--预压缩。淬火是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性，是使钢获得高综合机械性能的传统方法。汽车板簧的工作能力一般取决于强度和刚度，汽车板簧经过淬火，使汽车板簧的刚度强度都提高了，从而更加耐用，质量更高。目前关于汽车板簧淬火工艺改进的研究报道很多，例如，中国专利申请号为201410623090.X，申请公布日为2016年6月8日的专利申请文件公开了一种汽车板簧自动淬火线，包括淬火机，淬火机前布置有热教直装置，热教直装置在辊道输送装置上，热教直装置外再布置有淬火机械手，热教直装置前还设有加热炉，加热炉外再设有上料机械手，最后都连接至电控系统；辊道输送装置上还设有自动定位装置，该专利技术在使用时通过上料机械手将汽车板簧输送至加热炉，加热炉将加热好的汽车板簧输送到热教直装置上教直，再通过辊道输送装置的输送最后利用淬火机械手将教直后的汽车板簧输送至淬火机淬火，从而完成整个汽车板簧的淬火，该淬火线实现了汽车板簧淬火的全自动化操作，具有一定的意义，但是目前关于汽车板簧淬火介质的研究报道基本没有，而淬火介质则是获得高的淬火质量的关键因素之一，常用的淬火介质分为水剂和油剂两大类型。传统的水溶性淬火介质具有非常高的冷却速度，过高的冷却速度使金属内部产生过高的内应力，金属变形增大并使淬火后金属开裂，不能满足金属热处理的要求。在20世纪初，矿物油开始被用于淬火冷却。矿物油的主要
成分是饱和烃，性能相对稳定，所以得到了广泛的应用。为改善矿物油的冷却性能，人们又研制和向矿物油为基的含有各种添加剂的淬火油，仍然是主要使用的淬火介质。然而，矿物油淬火剂对环境造成严重污染，矿物油的闪点较低，在淬火过程中，形成浓烟并有火灾危险，在油中含有水时这种危险性更是大大加剧，矿物油的降解性很差，所以废弃的矿物油对环境的污染的潜在威胁就很大。近年来已有越来越多的企业在热处理时放弃使用油淬火，而采用各种水溶性高分子有机物水溶液为合金钢淬火的冷却介质。汽车板簧是一种弹性元件，对其强度和刚度的要求非常高，常规的淬火介质对其淬火时经常存在淬火应力大、易变形和产生裂纹以及淬火后的强度和刚度达不到要求等问题，因此，现有技术通常要用双液或三液淬火，操作工序繁琐，造成淬火成本高、生产效率低。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有的汽车板簧淬火存在易变形、易淬裂、淬火后的强度和刚度达不到要求等问题，本专利技术提供一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油及其淬火方法。本专利技术的淬火油是专门针对汽车板簧件研发的，将热处理和表面处理两道工序完美的结合在一起，无需进行双液或三液淬火，既能保证汽车板簧的强度和刚度要求，又能在链片表面形成一层致密的保护膜，起到美化外观和短期防锈的效果，节约资源，减少工序，提高效率。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。进一步地，所述的精制基础油35份，催冷复剂9份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.6份，抗氧化剂0.02份。进一步地，所述的精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。进一步地，所述的催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物；所述的发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物；所述的润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物；所述的表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物。进一步地，所述的聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的质量比为2:1:1；所述的短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的质量比为5:1:1:1；所述的咪唑啉油酸盐与甲基萜烯树脂的质量比为1:1。进一步地，所述的脂肪酸聚氧乙烯醚与甘油的质量比为8:1；所述的司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的质量比为3:1。进一步地，所述的染色剂为分散黑9；所述的抗氧化剂为硫磷丁辛基锌盐与烷基化二苯胺的混合物，两者质量比为1:1。上述的能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油的使用方法，其步骤为：(1)将汽车板簧加热至800℃以上，保温；(2)将上述的淬火油加热至65～70℃；(3)将步骤(1)中保温结束后的汽车板簧浸入步骤(2)中的淬火油中淬火；(4)当步骤(3)中汽车板簧的温度降至450～500℃时对淬火油进行搅拌5～10min；(5)当汽车板簧的温度降至90～100℃时将其从淬火油中取出，然后进行空冷。进一步地，步骤(1)中保温时间t＝L0.5*(B/H)min，其中，L为汽车板簧的长度，单位mm，H为汽车板簧的厚度，单位mm，B为汽车板簧的宽度，单位mm。进一步地，步骤(4)中当汽车板簧温度降至500℃时，对淬火油进行搅拌10min，搅拌速度150rpm。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供一种汽车板簧专用淬火油，能在淬火后自发黑，对汽车板簧的最大冷速在110～120℃/s，使用温度在65～70℃时效果最好，既能获得理想的刚度、强度及变形率小，又能够实现表面自动发黑的效果，而且表面形成的保护膜结合力强，不易脱落，起到美化外观和短期防锈的效果，减少热处理后表面再次涂覆防锈处理，节约资源，减少工序，提高效率；(2)本专利技术是在申请人之前申请的专利“一种能使轴承钢淬火后自发黑的淬火油”(专利申请号为201410783870.0)的基础上进行的改进，申请人在使用公开专利中的淬火油对汽车板簧进行淬火时存在淬火后强度不够以及发黑膜的结合力差等系列问题，淬火后自发黑工艺是申请人在金属热处理领域的一项重大创新，但在具体应用时还是存在各种困难需要克服，针对汽车板簧淬火过程中出现的问题，申请人进行了大量的研究，最终确定了本专利技术的淬火油配方，提高了淬火硬度以及耐磨性，特别是提高了发黑膜与汽车板簧结合力，使其使用寿命大大提高；(3)本专利技术淬火油中的脂肪醇聚氧乙烯醚(C原子数为16～18；聚合度n为10～30)对汽车板簧有很强的湿润效果，特别是60Si2Mn材质的汽车板簧，大大降低其表面的张力，再配合短油度醇酸树脂和三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。

【技术特征摘要】
1.一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：其组成成分及各组分质量份数为：精制基础油35～40份，催冷复剂7～10份，发黑复剂0.4～0.7份，光亮剂0.3～0.5份，表面活性剂0.4～0.7份，抗氧化剂0.02～0.03份。2.根据权利要求1所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的精制基础油35份，催冷复剂9份，发黑复剂0.4份，光亮剂0.5份，表面活性剂0.6份，抗氧化剂0.02份。3.根据权利要求1或2所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的精制基础油的运动粘度为14～25mm2/s，酸值≤0.02mgKOH/g。4.根据权利要求3所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的催冷复剂为聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的混合物；所述的发黑复剂为短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的混合物；所述的光亮剂为咪唑啉油酸盐和甲基萜烯树脂的混合物；所述的润湿剂为脂肪酸聚氧乙烯醚和甘油的混合物；所述的表面活性剂为司盘-80与二丁酸二辛酯磺酸钠的混合物。5.根据权利要求4所述的一种能使汽车板簧淬火后自发黑的淬火油，其特征在于：所述的聚异丁烯、二烷基萘和石油磺酸盐的质量比为2:1:1；所述的短油度醇酸树脂、三元乙丙、染色剂和润湿剂的质量比为5:1:1:1；所述的咪唑啉油酸盐与甲基萜烯树脂的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进，郑益，刘凌，崔平，李海岩，史传喜，
申请(专利权)人：马鞍山金泉工业介质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34