水系冷卻劑的制作方法
【專利摘要】水系冷卻劑，其特征在于，配合有磷酸鹽、亞磷酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、和倍半碳酸鹽中的任1種以上的無(wú)機(jī)酸鹽。根據(jù)本發(fā)明的水系冷卻劑，由于具備高冷卻性能，且作為冷卻對(duì)象的金屬材料不易發(fā)生腐蝕，因而適宜作為金屬材料的淬火油或切削油。
【專利說(shuō)明】水系冷卻劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水系冷卻劑，具體而言，涉及用于金屬部件的淬火等的水系冷卻劑。

【背景技術(shù)】
[0002]用于金屬部件的淬火的冷卻劑(熱處理液)大致分為油系和水系(水溶液)，廣泛使用油系的熱處理液。這是因?yàn)橛拖档臒崽幚硪壕哂羞m度的冷卻性能，淬火應(yīng)變小，不用擔(dān)心淬火裂痕發(fā)生的緣故。
[0003]另一方面，在特大的金屬部件、淬火性差的金屬部件的情形中，由于油系的熱處理液的冷卻速度慢、冷卻性能不足，因而使用水系的熱處理液。但是水系的熱處理液由于冷卻性能較油系熱處理液高，因而容易發(fā)生冷卻不均，可能產(chǎn)生淬火裂痕。
[0004]因此，已知有為了防止淬火裂痕而將水溶性聚合物添加于水系熱處理液的組合物。這種水系熱處理液組合物中，水溶性聚合物附著于金屬部件的表面，阻礙熱傳導(dǎo)，抑制冷卻性能。添加有水溶性聚合物的水系熱處理液組合物已在工業(yè)上普及，作為水溶性聚合物，聚亞烷基二醇(PAG)是主流。但這種水系熱處理液組合物的蒸汽膜階段長(zhǎng)，因此具有容易引起冷卻不均的缺點(diǎn)。
[0005]所以提出了通過(guò)在高分子量的聚亞烷基二醇中添加低分子量的二醇來(lái)縮短蒸汽膜段階、提高耐冷卻不均性能的水系熱處理液組合物(參照專利文獻(xiàn)I)。此外，還提出了在水溶性的聚氧亞烷基衍生物中含有羧酸或磺酸的堿金屬鹽的水系熱處理液(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006]另一方面，作為提高耐冷卻不均性能的技術(shù)，自古以來(lái)已知有利用鹽水的淬火。鹽水沒(méi)有蒸汽膜階段，因而具有高冷卻性能并且耐冷卻不均性能高、淬火裂痕少(參照非專利文獻(xiàn)I)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平9-227932號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平6-336607號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:大和久重雄、“淬火裂痕的探討(焼割札全考λ石)”、熱處理、昭和42年6月、第7卷、第3號(hào)、p.140~144。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問(wèn)題
然而，專利文獻(xiàn)1、2的水系熱處理液的冷卻速度并不充分。這被認(rèn)為是由于其具有淬火裂痕危險(xiǎn)區(qū)域緩慢冷卻這一接近油系淬火油特點(diǎn)的目的的緣故。另一方面，非專利文獻(xiàn)I的鹽水在熱處理后I小時(shí)以內(nèi)這一極短時(shí)間內(nèi)會(huì)生銹，對(duì)油槽等設(shè)備的腐蝕也顯著，因而在工業(yè)上基本無(wú)法使用。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供具有高冷卻性能、并且作為冷卻對(duì)象的金屬材料不易發(fā)生腐蝕的水系冷卻劑。
[0010]用于解決問(wèn)題的方法
為了接近上述課題，本發(fā)明提供如下所述的水系冷卻劑。
[0011](I)水系冷卻劑，其特征在于，配合有磷酸鹽、亞磷酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硼酸鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、和倍半碳酸鹽中的任I種以上的無(wú)機(jī)酸鹽。
[0012](2)上述水系冷卻劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)酸鹽是無(wú)機(jī)酸的金屬鹽。
[0013](3)上述水系冷卻劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)酸鹽是鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、和鎂鹽中的至少任一者。
[0014](4)上述水系冷卻劑，其特征在于，以該冷卻劑總量為基準(zhǔn)，所述無(wú)機(jī)酸鹽的配合量為I質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。
[0015](5)上述水系冷卻劑，其特征在于，所述磷酸鹽是正磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、多磷酸鹽、和偏磷酸鹽中的至少任一者。
[0016](6)上述水系冷卻劑，其特征在于，其為淬火油或切削油。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，可提供具有極高的冷卻性能、并且作為冷卻對(duì)象的金屬材料不易發(fā)生腐蝕的水系冷卻劑。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的水系冷卻劑(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“本冷卻劑”)是配合有規(guī)定無(wú)機(jī)酸鹽的水溶液。以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]作為本冷卻劑中所用的無(wú)機(jī)酸鹽，可舉出:磷酸鹽、亞磷酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硼酸鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、碳酸鹽(排除碳酸鈣)、碳酸氫鹽、和倍半碳酸鹽等。它們可以單獨(dú)使用，也可以混合使用。
[0020]上述無(wú)機(jī)酸鹽之中，從冷卻效果的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選磷酸鹽。作為磷酸鹽，可以是正磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、多磷酸鹽、和偏磷酸鹽中的任一者。作為多磷酸鹽,可舉出:二磷酸鹽(焦磷酸鹽)或三聚磷酸鹽等。它們之中，從冷卻效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選焦磷酸鹽。
[0021]這種無(wú)機(jī)酸鹽優(yōu)選為金屬鹽，具體可舉出:鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、和鎂鹽等。它們之中，從冷卻性的觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選為鈉鹽、鉀鹽。
[0022]此外，作為本冷卻劑中的pH，從防止腐敗的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為7以上。
[0023]本冷卻劑中的無(wú)機(jī)酸鹽的優(yōu)選配合量為I質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選的配合量為3質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％。無(wú)機(jī)酸鹽的配合量小于I質(zhì)量％時(shí),冷卻效果有可能變得不充分。另一方面，無(wú)機(jī)酸鹽的配合量即使超過(guò)20質(zhì)量％也無(wú)法期待相應(yīng)程度的冷卻效果的提聞。
[0024]本冷卻劑中，可以根據(jù)需要進(jìn)一步配合水溶性防銹劑或金屬腐蝕防止劑。
[0025]水溶性防銹劑的配合量，從防銹性能的提高和經(jīng)濟(jì)性的平衡等方面出發(fā)，以本冷卻劑總量為基準(zhǔn)，優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0.03質(zhì)量％以上且I質(zhì)量％以下。作為這種水溶性防銹劑，可舉出:辛酸鹽等脂肪族單羧酸鹽、或辛二酸(subericacid)鹽、癸二酸(sebacic acid)鹽等脂肪族二羧酸鹽,例如可優(yōu)選使用癸二酸鉀等。應(yīng)予說(shuō)明，水溶性防銹劑可以是芳香族羧酸鹽。此外，作為水溶性防銹劑，還可優(yōu)選使用單羥基單乙基哌嗪等哌嗪衍生物等。
[0026]作為金屬腐蝕防止劑，可優(yōu)選使用苯并三唑系化合物、苯并咪唑系化合物、苯并噻唑系化合物、和苯并噻二唑系化合物等。它們可以單獨(dú)使用，也可以混合使用。
[0027]本文中，苯并三唑系化合物意指苯并三唑本身或其衍生物。對(duì)于苯并咪唑系化合物、苯并噻唑系化合物、和苯并噻二唑系化合物也相同。例如,作為苯并三唑系化合物,可舉出苯環(huán)上取代有烷基的烷基苯并三唑、以及氨基氫被烷基取代的(烷基)氨基烷基苯并三唑等。作為這種金屬腐蝕防止劑的配合量，以本冷卻劑總量為基準(zhǔn)，優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上且I質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且0.7質(zhì)量％以下。金屬腐蝕防止劑的配合量小于0.01質(zhì)量％時(shí)，金屬腐蝕防止效果有可能變得不充分。另一方面，金屬腐蝕防止劑的配合量即使超過(guò)I質(zhì)量％，也無(wú)法期待相應(yīng)程度的金屬腐蝕防止效果的提高。
[0028]本冷卻劑中，可以進(jìn)一步配合通用的添加劑，例如抗氧化劑和清潔分散劑等。
[0029]本發(fā)明的冷卻劑具備高冷卻性能、且作為冷卻對(duì)象的金屬材料不易發(fā)生腐蝕，因而適合作為金屬材料的淬火油或切削油。
實(shí)施例
[0030]接著，通過(guò)實(shí)施例、比較例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)例的任何限制。
[0031][實(shí)施例1~13、比較例I~8]
如表1所示，將各種添加劑(無(wú)機(jī)酸鹽等)溶解于離子交換水中，制備水系冷卻劑，作為試樣液。添加劑的濃度若無(wú)特別指出則均設(shè)為以試樣液為基準(zhǔn)的10質(zhì)量％。實(shí)施例12、13中，追加了剛好表1中記載的量的碳酸氫鈉。
[0032]將各試樣液保持于50°C，依照J(rèn)ISK2242B法進(jìn)行冷卻試驗(yàn)，測(cè)定特性秒
數(shù)。具體地，測(cè)定冷卻曲線中到達(dá)蒸汽膜階段結(jié)束的溫度(特性溫度)為止的時(shí)間(秒數(shù))。結(jié)果示于表1。應(yīng)予說(shuō)明，各種水溶液的PH也一并記載于表1。
[0033][表 I]

【權(quán)利要求】
1.水系冷卻劑，其特征在于，配合有磷酸鹽、亞磷酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硼酸鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、和倍半碳酸鹽中的任I種以上的無(wú)機(jī)酸鹽。
2.權(quán)利要求1所述的水系冷卻劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)酸鹽為無(wú)機(jī)酸的金屬鹽。
3.權(quán)利要求2所述的水系冷卻劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)酸鹽為鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、和鎂鹽的至少任一者。
4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的水系冷卻劑，其特征在于，以該冷卻劑總量為基準(zhǔn)，所述無(wú)機(jī)酸鹽的配合量為I質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。
5.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水系冷卻劑，其特征在于，所述磷酸鹽為、正磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、多磷酸鹽、和偏磷酸鹽中的至少任一者。
6.權(quán)利要求1至5中 任一項(xiàng)所述的水系冷卻劑，其特征在于，其為淬火油或切削油。
【文檔編號(hào)】C21D1/60GK104136634SQ201380011943
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】長(zhǎng)谷川真由, 后藤雅久, 市谷克實(shí), 野口賢郎 申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社