本发明属于合金铸钢热处理，具体涉及一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质及淬火工艺。
背景技术：
1、zg40mn2材料是一种低合金铸钢，属于中碳调质锰钢，一般在调质状态下使用。zg40mn2材料的铸钢件的强度和硬度都较高，切削性及热处理工艺良好，广泛应用于轮毂、转向节等承受摩擦的轮组零部件。但是部分铸钢件在服役过程中常常要承受较大的冲击载荷，会由于裂纹失稳扩展发生脆性断裂，因此，要求zg40mn2材料具有较高的韧塑性来满足使用需求。
2、而淬火工艺对zg40mn2材料的影响是巨大的，淬火工艺包括淬火加热温度、淬火保温、淬火冷却阶段，淬火加热温度和淬火保温时间控制不当，材料随温度的变化过快内部组织奥氏体晶粒粗大，导致铸件的硬度高、韧性差，淬火冷却阶段中淬火介质的选择和使用不当，会在低温阶段(马氏体转变阶段)冷却速度过快，容易导致零件淬裂，在高温(珠光体站转变阶段)阶段冷却速度较慢，零件容易出现淬火软点，导致综合性能不佳，因此，寻求一种能够提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质及淬火工艺使目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质及淬火工艺，以解决现有zg40mn2材料力学性能差的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，包括以下质量百分比原料：
4、3％聚烷撑乙二醇，0.45％复合冷速调整添加剂，0.1％复合防锈剂，0.01％消泡剂，0.035％防腐剂，余量为水。
5、进一步地，聚烷撑乙二醇的平均分子量为30000。
6、进一步地，复合冷速调整添加剂由载银介孔二氧化硅、第一聚乙烯吡咯烷酮和第二聚乙烯吡咯烷酮按照质量比0.2-0.5：0.5-0.8：5组成。
7、进一步地，载银介孔二氧化硅制备步骤如下：
8、向反应釜中加入氨基化介孔二氧化硅、甲醇和硝酸银水溶液，避光搅拌8h，之后滴加硼氢化钠水溶液，200-400r/min下搅拌反应30min，离心，沉淀用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次，冷冻干燥48h即可。
9、进一步地，氨基化介孔二氧化硅、甲醇、硝酸银水溶液和硼氢化钠水溶液的用量比为40mg：20ml：10ml：40ml，硝酸银水溶液浓度为0.3-0.8g/l，硼氢化钠水溶液浓度为9.46g/l。
10、进一步地，氨基化介孔二氧化硅粒径为140-160纳米。
11、进一步地，第一聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为130万。
12、进一步地，第二聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为58000。
13、进一步地，复合防锈剂由硼砂和磷酸钠按照质量比1：1组成。
14、进一步地，消泡剂聚乙二醇，聚乙二醇分子量为200-600。
15、进一步地，防腐剂为水杨酸。
16、上述用于提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质的淬火工艺，包括以下步骤：
17、s1、当zg40mn2产品浇铸温度≤1580℃时，zg40mn2材料产品和zg40mn2试棒同炉浇铸，将浇铸获得的zg40mn2试棒和zg40mn2材料产品进行正火处理，空冷后进行回火处理，之后油冷，最后进行淬火油冷，得到zg40mn2成品；
18、s2、当zg40mn2产品浇铸温度＞1580℃且≤1600℃时，zg40mn2材料产品和zg40mn2试棒同炉浇铸，将浇铸获得的zg40mn2试棒和zg40mn2材料产品进行退火处理，之后随炉冷却，进行正火处理，空冷后进行回火处理，油冷，最后进行淬火油冷，得到zg40mn2成品；
19、s3、当zg40mn2产品浇铸温度＞1600℃时，zg40mn2材料产品和zg40mn2试棒分开单独浇铸且zg40mn2试棒浇铸温度≤1600℃，当zg40mn2试棒浇铸温度≤1580℃时，进行步骤s1正火、空冷、回火、油冷、淬火油冷步骤，当zg40mn2试棒浇铸温度＞1580℃且≤1600℃时，进行步骤s2的退火、空冷、回火、油冷、淬火油冷步骤。
20、进一步地，步骤s1中回火温度850℃，回火时间180min。
21、进一步地，步骤s2中退火温度960℃，退火时间70min。
22、进一步地，步骤s2中回火温度580℃，回火时间84min。
23、进一步地，步骤s1和步骤s2中正火温度860℃，正火时间70min。
24、进一步地，步骤s1和步骤s2中淬火油冷工艺包括以下步骤：
25、升温至840℃，保温处理70min，转移至淬火介质中保持10-15s，之后585℃下保温180min，最后油冷。
26、本发明的有益效果：
27、本发明提供一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，属于水基淬火介质，由聚烷撑乙二醇、复合冷速调整添加剂、复合防锈剂、消泡剂、防腐剂和水组成，淬火介质的最大冷却速度为331.2℃/s，300℃以下的冷却速度为99.5-102.3℃/s，相比于现有的水基淬火介质而言，在珠光体转变阶段冷却速度更快，在马氏体转变阶段冷却速度慢，最终使获得的zg40mn2材料力学性能得到显著提升，具体而言；
28、聚烷撑乙二醇凭借其自身良好的逆溶性，在淬火过程中，温度高于聚烷撑乙二醇的浊点时，聚烷撑乙二醇析出并在工件表面形成一层溶质膜，以此降低水的低温冷却速度，减小工件的变形和开裂；当温度降到浊点以下时，析出的pag重新溶解于水中；复合冷速调整添加剂中载银介孔二氧化硅、聚乙烯吡咯烷酮协同发挥作用，尤其是载银介孔二氧化硅在高温下和低温下，由于热胀冷缩性质产生的形变，导致高温条件下，载银介孔二氧化硅彼此接触形成具有良好散热效果的导热网络，有效提升了高温区域的冷却速度，低温条件下，由于体积收缩，接触面积减少，以及分散剂的阻隔作用，不能连接成导热网络，显著降低了低温区域的冷却速度。
29、本发明还提供提高zg40mn2材料力学性能的淬火工艺，针对不同zg40mn2材料的浇注温度，搭配相应的淬火介质，采用不同的淬火工艺，有效提高zg40mn2材料的力学性能，尤其是韧性，有效提升了产品合格率。
1.一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，包括以下质量百分比原料：
2.根据权利要求1所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，聚烷撑乙二醇的平均分子量为30000。
3.根据权利要求1所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，复合冷速调整添加剂由载银介孔二氧化硅、第一聚乙烯吡咯烷酮和第二聚乙烯吡咯烷酮按照质量比0.2-0.5：0.5-0.8：5组成。
4.根据权利要求1所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，载银介孔二氧化硅制备步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，氨基化介孔二氧化硅、甲醇、硝酸银水溶液和硼氢化钠水溶液的用量比为40mg：20ml：10ml：40ml，硝酸银水溶液浓度为0.3-0.8g/l，硼氢化钠水溶液浓度为9.46g/l。
6.根据权利要求4所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，氨基化介孔二氧化硅粒径为140-160纳米。
7.根据权利要求4所述的一种提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质，其特征在于，第一聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为130万，第二聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为58000。
8.根据权利要求1-7任一项所述提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质的淬火工艺，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质的淬火工艺，其特征在于，步骤s1中回火温度850℃，回火时间180min，步骤s2中退火温度960℃，退火时间70min，步骤s2中回火温度580℃，回火时间84min。
10.根据权利要求8所述的提高zg40mn2材料力学性能的淬火介质对zg40mn2材料的淬火工艺，其特征在于，步骤s1和步骤s2中正火温度860℃，正火时间70min。
