Закалочная среда Советский патент 1985 года по МПК C21D1/60 

. изобретение относится к термиче кой обработке металлов, в частност к закалочным средам. Известны закалочные среды, пред ставляющие собой водные растворы силиката натрия или калия (жидкое стекло) с удельным весом 1-0,61,25 . Недостатками этих растворов жид кого стекла являются их низкая ста бильность и образование микротрещи на поверхности закаливаемых изделий. Наиболее близкой по своим физик . химическим свойствам к предлагаемо является среда 2 3 представляющая собой водный раствор метасиликата натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%: Метасиликат натрия 40-50 Хлористый натрий 10-15 Марганцевокислый калий5-is Вода . Остальное Недостатками известной закалочной среды являются высокая степень деформации деталей после закалки и образование большого слоя нагара жидкого стекла, который может быть полностью удален только химическим травлением и виброгалтовкой с применением абразивного песка. Наличие нагара жидкого стекла на закал ных деталях исключает проведение процессов гальванопокрытия закален ных деталей (хромирование, цинкование, никелирование), не дает воз можности использовать среду в массовом и поточном производстве мелких деталей из-за их спекания между сЬбой. Цель изобретения - уменьшение деформации и предотвращение образо вания нагара на закаливаемых деталях. Поставленная цель достигается Тем, что в закалочную среду, содер жащую метасшшкгт натрия и воду, дополнительно вводят гидроокись щелочного металла и полимерную сол лигносульфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Метасиликат натрия 20-40 Гидроокись щелочного металла10-20 172 Полимерная соль лигносульфоновой кислоты 5-30 Вода Остальное В качестве гидроокиси щелочного металла используют едкий натр или едкое кали, а полимерную соль лигносульфоновой кислоты берут в виде солей натрия или кальций - натрия. Добавка гидроокиси натрия обусловлена необходимостью нейтрализации раствора метасштиката натрия. Добавка натриевой или кальций-натриевой соли лигносульфоновой кислоты предназначена для предотвращения образования нагара на закаленных деталяхи уменьшения вязкости среды. Метасиликат натрия, взаимодействуя с солями лигносульфоновой кислоты, образует новое комплексное соединение лигносульфометасиликат натрия, который хорошо растворяется в воде и не образует нагара на закаленньпс деталях. Дериватографические исследования подтвердили образование лигносульфометасиликата натрия, который имеет свои физико-химические параметры: температуру плавления, вязкость, растворимость в воде и т.д. Проведены лабораторные испытания известной и предлагаемой сред при идентичных условиях. В роликах из стали 65Г (ГОСТ 13568-75) замеряли зазор в стыке до термообработки, после термообработки производили замер зазора и твердости в двух исследуемых средах. Определяли толщину образовавшегося после закалки нагара на деталях. Нагрев роликов под закалку осуществляли в злектропечи до 810-830 0. Результаты испытаний сведены в таблицу. Как видно из таблицы, применение предлагаемой среды уменьшило деформацию ролика в 3,7 раза, увеличило твердость в 1,3 раза, полностью исключило образование трудноудаляемого нагара, дало возможность использовать данную среду при закалке деталей в массовом производстве, исключая процесс спекания мелких деталей. Детали после закалки и промывки в воде имели чистую поверхность без следов нагара. Оптимальный состав предлагаемой закалочной среды следующий: едкий натр 10-20%, при меньшем содержа31

НИИ не происходит полная нейтрализация, при содержании более 20% сильно увеличивается кислотность среды , натриевая соль лигносульфоновой кислоты 5-30%, при меньшем содержании увеличивается деформация деталей и образуется тонкий нагар, при содержании более 30% увеличивается вязкость, снижается твердость.

Использование предлагаемой закалочной среды по сравнению с известной обеспечивает уменьшение дефор-

1672174

нации закаливаемых деталей, исключает операции химического травления и абразивной зачистки деталей после закалки. Кроме того, возможно наносить гальванические покрытия (никелирование, хромирование, цинкование) на детали после закалки.

Предложенную среду можно использовать в массовом и поточном производстве мелких деталей благодаря отсутствию спекания и коагуляции жидкого стекла.

1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая метасиликат натрия и воду, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения деформации и предотвращения образования нагара на закаливаемых деталях, она дополнительно содержит гидроокись щелоч.ного металла и полимерную соль лигносульфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Метасиликат натрия 20-40 Гидроокись щелочного металла10-20 Полимерная соль лигносульфоновой кислоты 5-30 ВодаОстальное 2.Закалочная среда по д. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкий натр. 3.Закалочная среда по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкое кали. 4.Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфо- - новой кислоты она содержит натриевую соль. (Л 5.Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфоновой кислоты она содержит кальций-натриевую соль. а

Прототип

№тасш1икат натрия 40 Хлористый натрий 10

Марганцевокислый калий5

Вода Остальное

Метасиликат натрия 50 Хлористый натрий 15

Марганцевокислый калий8

Вода Остальное Предлагаемый

Метасиликат натрия 20 Едкий натр 10

Натриевая соль лигносульфоновой кислоты 5

Вода

Остальное

0,06

0,06

0,05