Эмульсол для закалочной эмульсии Советский патент 1990 года по МПК C21D1/60 

Изобретение относится к термической обработке металлов, в частности к закалочным средам для объемной или поверхностной закалки стальных изделий.

Целью изобретения является повышение качества закалки путем стабилизации скорости охлаждения в мартенсит- ном интервале температур и повышения долговечности эмульсии.

Закалочная среда, представляющая собой водомасляную эмульсию, содержит эмульсол, входящий в состав водо- масляной эмульсии, в количестве 10- 35%, содержит дополнительно 0,2%-ный полиакриламид, гидролизованный с 0,13% NaOH, и алкилсульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0, лолиакриламид, гидролизованный с 0,13% NaOH 5-10 Алкилсульфат натрия 3-5 Минеральное масло Остальное При повышенном содержании масла в эмульсии стабильность эмульсий как правило снижается. Поэтому для обеспечения стабильности эмульсии при высоких содержаниях масла вводится в предлагаемую закалочную среду в качестве стабилизатора 0,2%-ный поли- акриламид,гидролизованный с 0,13% NaOH Высокая стабильность эмульсии достигается за счет того, что полимерная пленка полиакриламида обволакивает масляные капли в эмульсии и препятствует их коагуляции. Необходимые свойства этой пленки обеспечиваются предварительным частичным гидролизом водного раствора полиакриламида, так как в результате гидролиза некоторые амидные группы молекул полимера заСЛ

Јь

ND

ОО Ь1

мешаются ионами натрия, поэтому пространственная структура молекулы меняется, и она меняет заряд, благодаря чему полимер стремится образовать тонкую пленку на границе масло - вода.

При этом содержание 0,2%-ного полиакриламида, гидролизованного с 0,13% NaOH, в эмульсоле должно быть в некоторых пределах. Если, например, его содержание слишком мало (меньше 5%), его стабилизующее действие не достаточно, так как пленкой оказывается покрыта лишь небольшая часть по- верхности масляных капель, и пленка не препятствует коагуляции капель масла, т.е. разрушению эмульсии. А если, наоборот, содержание полиакрил- амида слишком велико-(больше 10/0, его пленка на каплях масла слишком толстая и в самой водной основе эмульсии появляется некоторая часть растворенного полимера, за счет чего степень контакта масляных капель с охлаждаемой твердой поверхностью уменьшается, и закалочная среда работает просто как водный раствор полимера, поэтому увеличение содержания масла в эмульсии не приводит к желаемому снижению скорости охлаждения.

В предлагаемом эмульсоле алкнпсуль фат натрия играет роль первичного эмульгатора; он нужен для того, что- оы началось образование эмульсии.

Методика оценки свойств предлагаемого эмульсола н сравнения его с известным выбрана с таким расчетом, чтобы исключить влияние частных технологических факторов (размеры, материал, форма закаливаемых изделий) и выявить свойства закалочного эмульсола в чистом виде.

В качестве эксплуатационных харак- теристик используют средний размер капель эмульсии до и после использования и температуру начала расслоения.

Пример. Готовят эмульсол на основе минерального масла И-20А. 0,2%-ный полиакриламид гидролизуют с 0,13% кристаллического твердого NaOH, смешивают с алкилсульфатом и с маслом. Из эмульсола готовят эмульсии разной концентрации, которые ис- пытывают методом термографического анализа. Для сравнения аналогично испытывают эмульсии разных концен10

jj20 -

25

50

55

412854

траций на основе стандартного известного эмульсола Э-2(б).

Данные таблицы показывают оптимальные пределы содержания в эмульсоле стабилизующей добавки т.е. 0,2%- ного полиакриламида гидролизованного с 0,13% NaOH. При содержании стабилизующей добавки менее 5% эмульсия вообще в ряде случаев не получается, поэтому нижний предел установлен 5%. При высоких содержаниях стабилизующей добавки (15%) скорость охлаждения при 300 С оказывается выше, т.е. приближается к уровню, полученному при низких содержаниях эмульсола в предлагаемой среде, и к уровню, характерному для известного эмульсола, поэтому верхний предел стабилизующей добавки установлен 10%.

Таблица показывает также преимущества предлагаемой закалочной среды по сравнению с известной по эксплуатационным характеристикам. Так, стандартная эмульсия Э-2(б) начинает расслаиваться сразу после приготовления при комнаткой температуре, а предлагаемая закалочная среда начинает расслаиваться только при нагреве до 80°С,

Предлагаемый эмульсол хорошо стабилизирует водомасляную эмульсию в процессе службы: укрупнение капель незначительно и размеры однородны. Стандартная эмульсия Э-2(б) имеет более крупные капли, не однородные по размерам и в процессе службы размеры их и неоднородность размеров сильно увеличиваются.

Применение предлагаемой закалочной среды позволяет уменьшить скорость охлаждения в интервале мартен- ситного превращения и таким образом уменьшить склонность к образованию закалочных трещину повысить стабильность эмульсии высокой концентрации и ее долговечность.

Таким образом, эмульсия предлагаемого состава может быть использована вместо масла в закалочно-отпуск- ных и безмуфельных агрегатах машиностроительных заводов.

30

35

40

Ф о ула изобретения

Эмульсол для закалочной эмульсии, включающий минеральное масло и добавку стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества закалки путем стабилизации скорости охлаждения в мартенсит- ном интервале температур и повышения долговечности эмульсии, он дополнительно содержит алкилсульфат натрия, а в качестве стабилизатора - 0,2%-ный полиакриламид, гидролизованный с 0,13% NaOH,при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,2%-ный полиакрил- амид, гидролизованный с 0,13% NaOH5-10

Алкилсульфат натрия3-5

Минеральное маслоОстальное

Изобретение относится к термической обработке металлов, в частности к закалочным средам для объемной или поверхностной закалки стальных изделий. Цель изобретения - повышение качества закалки путем стабилизации скорости охлаждения в мартенситном интервале температур и долговечности эмульсии. Эмульсол содержит, мас.%: 0,2%=ный полиакриламид, гидролизованный с 0,13%, NAOH 5 - 10

алкилсульфат натрия 3 - 5

минеральное масло остальное. Использование предложенного эмульсола позволяет уменьшить склонность деталей к образованию закалочных трещин, а температура расслоения эмульсии при этом повышается до 80°С. 1 табл.

гав ака

ый ер, я

20 30

92

89,5

67

91

88,5

86

81

90

85

77

5

10

5

7,5

10

15

5

.5

10

14

209 205 385 205 210 390 400 350 340 500

370-700

5,5

60 «О 90 70 80 «О 90

20 20

Эмульсия ее- устоАчнаа Энульсня Otr- стро расслаи- , ясслг дояать

кожноегя