本發(fā)明涉及金屬熱處理領(lǐng)域，特別涉及一種水性淬火介質(zhì)。

背景技術(shù)：
為了改善例如鋼材等金屬材料的性能，需要對(duì)金屬材質(zhì)的工件進(jìn)行熱處理，常用的熱處理工藝有淬火、回火、退火、正火等熱處理方法。其中，鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過(guò)共析鋼)以上溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進(jìn)行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。在淬火的過(guò)程中，工件的冷卻過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即金屬材料被淬火介質(zhì)的蒸汽包圍的第一階段(蒸汽膜階段)、蒸汽膜破裂沸騰的第二階段(沸騰階段)、金屬材料的溫度達(dá)到淬火介質(zhì)的沸點(diǎn)以下通過(guò)對(duì)流奪取熱量的第三階段(對(duì)流階段)，然后被冷卻至室溫。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過(guò)程的熱處理工藝稱為淬火。經(jīng)過(guò)淬火后鋼材的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等性能得到了大幅度的提升，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過(guò)淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。目前，常用的淬火介質(zhì)有水性淬火劑和油性淬火劑，水性淬火劑的特點(diǎn)是在整個(gè)冷卻過(guò)程中都具有很高的冷卻速度，在高溫冷卻階段高的冷卻速度可以促使形成晶粒細(xì)小的工件，有利于提高工件最終的性能，但在低溫階段，過(guò)快的冷卻速度使工件的內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，因此容易導(dǎo)致工件開(kāi)裂。與水性淬火劑相比，油性淬火劑的特點(diǎn)是整個(gè)冷卻階段的冷卻速度慢，雖然可以防止工件在低溫階段由于內(nèi)應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致開(kāi)裂，但是由于高溫階段冷卻速度較慢，因此容易導(dǎo)致工件晶粒較大，降低工件淬火后的性能。此外，傳統(tǒng)的油性淬火劑通常以具有石油餾分的礦物油作為基礎(chǔ)油，配以添加劑而成。礦物油特有的性能決定了在淬火時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，因此容易污染環(huán)境，環(huán)保功能較差。而且，以礦物油為基礎(chǔ)的油性淬火劑冷卻速度范圍窄，礦物油的閃點(diǎn)低，容易引發(fā)火災(zāi)，使用不安全。應(yīng)用于建筑行業(yè)、橋梁工程等領(lǐng)域的鋼材用量和規(guī)格不斷增加。但是鋼材在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中易在二氧化碳、氧氣、水、酸等周圍介質(zhì)中腐蝕生銹。腐蝕不僅造成鋼材的浪費(fèi)，影響鋼材的外觀，而且會(huì)造成生產(chǎn)和生活的安全隱患。因此需要通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有淬火介質(zhì)的配方，使其不僅能使鋼材工件力學(xué)性能優(yōu)異，而且能有效抑制鋼材工件的腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種淬火介質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)，其含有以下組分：氯化鋅：0.5-10%；氫氧化鈉：1-15%；皂化劑：0.01-5%；進(jìn)口淬火助劑：0.01-5%；水：余量。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述皂化劑含有以下組分：非離子表面活性劑：3-5%；陰離子表面活性劑：4.5-10%；流散劑：4-8%；無(wú)水硫酸鈉：余量。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，其特征在于，所述非離子表面活性劑為選自C12-C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12-C14烷基糖苷、C12-C18醇與環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的縮合物、C8-C20支鏈醇聚氧乙烯醚中的任意一種或二種以上的混合物；所述陰離子表面活性劑為選自：C12-C18脂肪酸皂、C11-C18烷基苯磺酸鹽、C12-C18烷基烷氧基硫酸鹽、α-烯基磺酸鈉、C14-C18脂肪酸甲酯磺酸鹽中的任意一種或二種以上的混合物。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述非離子表面活性劑為鯨蠟醇聚氧乙烯醚-20或月桂醇聚氧乙烯醚-10，且所述陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或椰子酰甲基?；撬徕c。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述流散劑為選自硅鋁酸鈉、硅酸鈉、蒙脫土、二氧化硅中的任意一種或二種以上的組合。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述流散劑為硅酸鈉和鈉基蒙脫土的組合混合物。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述進(jìn)口淬火助劑包括羧甲基纖維素、鉬酸鹽、碳酸鹽、正磷酸鹽、亞硝酸鹽、鎢酸鹽、苯甲酸鹽、吲哚酸鹽、檸檬酸鹽和海藻酸鹽。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，所述進(jìn)口淬火助劑為選自羧甲基纖維素、鉬酸鈉、碳酸鈉、鎢酸銨、苯甲酸鈉、吲哚丁酸鈉、檸檬酸鈉和海藻酸鈉中的任意一種或二種以上的組合。作為本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述進(jìn)口淬火助劑含有以下組分：羧甲基纖維素：20-60%；鉬酸鈉：1-15%；碳酸鈉：1-15%；吲哚丁酸鈉：50-70%。本發(fā)明還提供了一種上面所述的任意一項(xiàng)淬火介質(zhì)在金屬熱處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明所述淬火介質(zhì)在高溫階段有較高的冷卻速度，約338℃/s；在低溫階段冷卻速度相對(duì)較慢，約102℃/s，這能防止出現(xiàn)過(guò)快的冷卻，有助于細(xì)化晶粒，避免工件開(kāi)裂；此外還具有優(yōu)異的耐鹽霧性。所以本發(fā)明提供的淬火介質(zhì)具有成分簡(jiǎn)單、易于配制、低毒環(huán)保、成本低、易于操作及緩蝕效率高等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施方式除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說(shuō)明書中的定義為準(zhǔn)。參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方法的詳述以及包括的實(shí)施例可更容易地理解本公開(kāi)內(nèi)容。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。溫度、時(shí)間、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開(kāi)了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開(kāi)了。例如，當(dāng)公開(kāi)了范圍“1-5”時(shí)，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍“1-4”、“1-3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí)，除非另外說(shuō)明，否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施方案、實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施方案、實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方案”、“一些優(yōu)選地實(shí)施方案”、“作為優(yōu)選地方案”、“示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。本發(fā)明的目的在于提供一種淬火介質(zhì)，以質(zhì)量百分比計(jì)，其配方含有以下組分：氯化鋅：0.5-10%；氫氧化鈉：1-15%；皂化劑：0.01-5%；進(jìn)口淬火助劑：0.01-5%；水：余量。氯化鋅：所述氯化鋅是本發(fā)明淬火介質(zhì)的主要功能成分之一，是無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，它應(yīng)用范圍極廣。氯化鋅是白色粒狀、棒狀或粉末。無(wú)氣味。易溶于水，是固體鹽中溶解度最大的(25°C,333g/100g)，其原因是溶于水形成配酸H[ZnCl2(OH)]。溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酮、乙醚，不溶于液氨。潮解性強(qiáng)，能自空氣中吸收水分而潮解。具有溶解金屬氧化物和纖維素的特性。熔融氯化鋅有很好的導(dǎo)電性能。灼熱時(shí)有濃厚的白煙生成。所述氯化鋅可由鋅或氧化鋅與鹽酸反應(yīng)后結(jié)晶制得。氫氧化鈉：所述氫氧化鈉是本發(fā)明淬火介質(zhì)的主要功能成分之一，化學(xué)式為NaOH，俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，為一種具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿，一般為片狀或顆粒形態(tài)，易溶于水，溶于水時(shí)放熱，并形成堿性溶液，另有潮解性，易吸取空氣中的水蒸氣發(fā)生潮解和二氧化碳發(fā)生變質(zhì)，可加入鹽酸檢驗(yàn)是否變質(zhì)。純品是無(wú)色透明的晶體。密度2.130g/cm3。熔點(diǎn)318.4℃。沸點(diǎn)1390℃。工業(yè)品含有少量的氯化鈉和碳酸鈉，是白色不透明的晶體。有塊狀，片狀，粒狀和棒狀等。氫氧化鈉在水中會(huì)完全解離成鈉離子與氫氧根離子，與空氣中的CO2反應(yīng)生成碳酸鈉，與氯化鋅反應(yīng)能生成氯化鈉和氫氧化鋅，氫氧化鋅又溶于氫氧化鈉獲得鋅酸鈉和水。皂化劑：本發(fā)明所述皂化劑含有以下組分：非離子表面活性劑：3-5%；陰離子表面活性劑：4.5-10%；流散劑：4-8%；無(wú)水硫酸鈉：余量。所述非離子表面活性劑主要包括聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺型。所述陰離子表面活性劑是在水中電離后起表面活性作用的部分帶負(fù)電荷的表面活性劑，從結(jié)構(gòu)上把陰離子表面活性劑分為脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽四大類。所述流散劑易溶于水，為米黃色膏體或白色粉末，能防止粉末涂料結(jié)塊。所述無(wú)水硫酸鈉為單斜晶系，晶體短柱狀，集合體呈致密塊狀或皮殼狀等，無(wú)色透明，有時(shí)帶淺黃或綠色，易溶于水。白色、無(wú)臭、有苦味的結(jié)晶或粉末，有吸濕性。外形為無(wú)色、透明、大的結(jié)晶或顆粒性小結(jié)晶。暴露于空氣中易吸濕成為含水硫酸鈉。在本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述非離子表面活性劑選自C12-C18的脂肪醇聚氧乙烯醚、C12-C14烷基糖苷、C12-C18醇與環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的縮合物、C8-C20支鏈醇聚氧乙烯醚中的任意一種或二種以上的混合物。在本發(fā)明優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述非離子...