Закалочная среда Советский патент 1984 года по МПК C21D1/60 

| |

X)

ijO Изобретение относится к закалочны средам, применяемым при термической обработке .металлов и сплавов. Известна закалочная среда, представляющая собой водный раствор сульфитно-спиртового щелока с добав кой щелочи ij Недостаток известной среды заклю чается в том, что с повышением собственной температуры среды происходит снижение ее охлаждающей способности. Наиболее близкой к предлагаемой является среда для закалки, содержа щая воду и моносульфитный щелок при следующем соотношении компонентов, вес.%: моносульфитный щелок 3,0-15, вода - остальное. Данная среда обладает промежуточ ными водой и маслом охлаждающими способностями 2J . Однако она сохраняет закалочные свойства при температуре раствора до 45-50°С, что затрудняет использо вание данной среды при .более высоких температурах. Цель изобретения - сохранение охлаждающей способности среды до температуры кипения. Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда, содержа щая воду и моносульфитный щелок, до полнительно содержит минеральную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Моносульфитный щелок 0,5-15,0 Минеральная кислота 0,04-0,75 ВодаОстальное Предлагаемая среда в качестве минеральной кислоты содержит серную Введение минеральной кислоты, например серной, в водный раствор суль фитного щелока способствует тому, что закалочные свойства среды сохр,аняются вплоть до температуры кипени обеспечивая при этом отсутствие процесса брожения и плеснеобразования, высокие антикоррозионные свойства. Кроме того, при расширении ,рабочего интервала температур сохраняется высокая закаливающая способность среды при отсутствии трещин и обеспе чение высокой твердости. При получении сравнительных данных проведены испытания. В качестве материала для изготовления образцов берут сталь 40Х из одной партии и плавки. Образцы готовят цилиндрической формы диаметром 35 мм, высотой 35 мм. Закалочные сре ды готовят из концентрата моносульфитного щелока в рабочих средах, вес.%: 0,3; 0,5; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0 15,0; 20.0. С каждой концентрацией моносульфитного щелока в рабочих средах изготовлено по б составов: 1 состав - Ьез.добавления серной кис лоты, 11 состав - с добавлением 0,005% кислоты (рН-4), 111 состав с добавлением 0,04% кислоты (рН-3), 1У состав - с добавлением 0,22 кислоты (рН-2), У состав- с добавлением 0,75% кислоты (рН-1); У1 состав с добавлением 1,5% кислоты {рН-0,1). Закалку образцов производят после нагрева образцов до 840°С в камерной электрической печи и охлаждения в указанных средах. В каждой рабочей среде этих составов закаливают по 5 штук образцов при температуре среды в диапазоне 20-40°, 60-80, 90-100°. Все образцы осматриваются и проходят дефектоскопию на наличие трещин до и после закалки. Средние результаты испытаний по наличию трещин и полученной твердости приведены в таблице. Как известно, для деталей из стали 4ОХ малых сечений необходимая твердость при закалке на мартенсит должна быть не ниже 52-53 ед.НКС. Из приведенной таблицы видно, что среда с содерх-санием сульфитного щелока 0,3% без добавки кислоты закаливает резко, с трещинами, причем с повышением температуры ее з.акаливающая способность падает и трещинообразованйе сохраняется. С добавкой же кислоты снижение закаливающей способности с повышением температуры несколько уменьшается и тем заметнее, чем больше процент этой добавки. Однако склонность к трещинообразованию сохраняется, особенно при температурах 20-40С. Среды с содержанием сульфитного щелока 0,5; 8,0; 15,0 без добавки кислоты обеспечивают при температурах 20-40 С необходимую твердость, но с явлениями -трещинообразования. С повышением температуры закаливающая способность падает, твердость оказывается недостаточной. С добавкой кислоты при одинаковых.температурах среды закаливающая способность улучшается, при этом содержание кисло.ты 0,4 вес.% () и выше обеспе.чивает необходимую закаливающую способность сред 11, 111 и 1У составов во всем интервале температур, т.е. от 20 до . В то же время трещинообразование при закалке в этих растворах отсутствует. Среда с 20,0%-ным содержанием сульфитного щелока вcJ eдcтвиe высокого содержания щелока характеризуется недостаточной закаливающей способностью. Добавка кислоты несколько увеличивает эту способность, но недостаточно. Добавка кислоты в количестве большем чем 0,75% (состав У1) не дает дальнейшего улучшения закаливающих свойств,

На основании данных таблицы можно сделать вывод о том, что оптимальными следует считать составы 11, 111, 1У, т.е. те среды, которые содержат моносульфитный щелок в количестве 0,5-15,0% и.серную кислоту в количестве 0,04 () - 0,75 ()%.

Предлагаемая среда для закалки металлов по сравнению с известной обеспечивает необходимую твердость и отсутствие-трещинообразования в закаливаемых изделиях .при рабочих температурах среды вплоть до температуры кипения.

1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду и сульфитный щелок, преимущественно моносульфитный, отличающаяся тем, что, с целью сохранения охлаждающей способности среды до температуры кипения, она дополнительно содержит минеральную кислоту при следующем соотнесении компонентов, мас.%: Моносульфитный щелок 0,5-15,0 Минеральная кислота 0,04-0,75 ВодаОстальное 2. Среда по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве минеральной кислоты, она содержит I серную.