Среда для закалки сталей Советский патент 1987 года по МПК C21D1/60 

1

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочн средам, используемым при термообработке углеродистых и легированных сталей.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды.

Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом концентрацией 0,1-10 мас.%

Изобретение осуществляется следущим образом.

Описываемая среда исследовалась по закаливаемости, прокаливаемости влиянию на трещинообразование, а таже по сохранению закалочных свойств в процессе ее эксплуатации.Полученны данные сравнивались с результатами аналогичных исследований известной закалочной среды, представляющей собой водный раствор полимера: гипана (гидролизованный полиакриламид).

Использование сополимера (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила с соотношением звеньев мономеров в сополимере (90:10)-(30:50) по массе соответственно и концентрации 0,1- 10 мае. % в водном растворе закалочной среды позволяет получить закалочную среду с охлаждаюащми свойствами, обеспечивающими закалку широк номенклатуры углеродистых и легированных сталей погружением в ванну и душем, а также резко уменьшить потери полимера из-за выноса его на обрабатываемых деталях.

Сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом представляет собой водорастворИ1Ф1й продукт, который по чают радикальной сополимеризацией указанных мономеров. Для получения растворов повышенных концентраций растворение ведут в щелочной среде.

Предел соотношения звеньев мономеров (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила (50:50) по массе обусловл тем, что сополимер с содержанием звеньев акрилонитрила более 50 мае нерастворим в воде.

При содержании звеньев мономера (меТ)акриловой кислоты более 90 мас.% по отношению к мономеру акрилонитрила резко ухудшаются охлаждающие свойства закалочной среды при закал- . ке погружением в ванну (увеличивается скорость охлаждения в области

температур мартенситного превращения сталей).

Раствор сополимера с концентрацией 0,1-10,0 мас.% и при соотношении звеньев мономеров в сополимере от 90:10 до 50:50 позволяет регулировать скорость охлаждения в широких пределах и использовать закалочную среду для закалки легированных и углеродистых сталей как при индукционной поверхностной закалке, так и при объемной закалке погружением в ванну.

При концентрации раствора сополимера менее 0,1 мас.% охлаждающие свойства закалочной среды близки к воде, что вызывает усиленное трещинообразование, особенно деталей сложной формы. Использование предлагаемой закалочной среды с концентрацией сополимера более 10 мас.% нецелесообразно вследствие высокой вязкости раствора, что недопустимо снижает скорости охлаждения не только при погружении в ванну, но и при душевом охлаждении.

Исследуемые закалочные среды представлены в табл. 1.

Среды составов 1, 2, 3 и 9 испытывались при закалке углеродистых

талей погружением в ванну. Результаы испытаний приведены в табл. 2. Среды составов 3, 4, 5, 9 и 10 испытывались при закалке легированных

сталей погружением в ванну. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Среды составов 4, 8 и 9 испытывались при поверхностной закалке детаей сложной формы из углеродистой

стали с охлаждением душем. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Среды составов 5, 6, 7, 8 и 10 испытывались при поверхностной закалке деталей сложной формы из легированной стали с охлаждением душем. Результаты испытаний приведены в табл. 5.

Сохранение постоянной концентрации закалочных растворов предлагаемой среды в процессе закалки обусловливается быстрым растворением сополимера в воде в конце процесса закалки, что в значительной мере сокращает его вынос из раствора.

Как видно, из .табл. 2, 3, 4 и 5 предлагаемая закалочная среда обеспечивает качественную требуемую объемную и поверхностную закалку широкой номенклатуры углеродистых и легиро

ванных сталей при стабильной концентрации закалочных растворов с различной концентрацией.

Расширение, технологических возможностей описываемой закалочной среды заключается в увеличении числа марок углеродистых и легированных сталей (ст. 45, 655, У10, ЧОХ, 7X3, ХВГ), а также деталей сложной формы (распределительный вал, венец махо- вика) ., на которых получены высокие механические свойства -и отсутствуют трещины в сравнении с известной закалочной средой.

Предлагаемая закалочная среда ха- рактеризуется относительно низкой электропроводностью, что обеспечивае надежную работу высокочастотных закалочных установок , химической нейтральностью по отношению к обрабаты- ваемым деталям и оборудованию (рН

,

0,05 0,1 0,5 1,0 1,5 10 П

45 45

53-60 54-57

среды 7-9); способностью растворять водорастворимые низкомолекулярные добавки (например, этилен, диэтилен- гликоль, глицерин и др.), которые могут повысить стабильность технологических процессов закалки; нетоксичностью.

Формула изобретения

Среда для закалки сталей, включающая водный раствор полимера, о т - личаьзщаяся тем, что, с целыо расширения технологических возможностей, в качестве полимера она содержит сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом с соотноше- мономерных звеньев (90:10) - (50:50) по массе соответственно и с концентрацией сополимера 0,1 - 10,0 мас.%.

Т а б л и ц а 1

0,1

Таблица 2

30

Есть Нет

Примечание. Образцы 0 25 мм, f 50 мм

Т а б л и ц а 3

Примечание, Образцы ф 25 мм, f 50 мм

Продолжение табл.2

7X3, образец ф 2Ъ мм, f 50 мм

7X3, образец ф 25 мм, 50 мм

8 (известная) 7X3, образец ф 25 мм, е 50 inM

10 (известная) 7X3, образец ф 25 мм, t 50 мм

ВНИЮШ Заказ 720/30 Тираж 550Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 4

62-64Нет

59-62Нет

Пятнистая закалка

60-61Есть

58-61Ecvb

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, используемым при термообработке углеродистых и легированных сталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды. Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет)акриловой кислоты и ак- рилонитрила с соотношением звеньев мономеров 8 сополимере (90:10) -