Закалочная среда Советский патент 1990 года по МПК C21D1/60 

Изобретение относится к термической обработке,.в частности к закалочным средам, применяемым при охлаждении деталей из кремнистых пружинных сталей

Цель изобретения - повышение качества закалки путем улучшения твердости и прокаливаемости, исключения тре-, щннообразования и стабилизатщи- эксплуатационных свойств средыо

Закалочная среда содержит воду, неполную железную соль полиакриловой кислоты, гидроокись натрия и сернисто- кислый натрий при следзтащем соотношении компонентов, t-iac %:

Неполная железная соль . полиакриловой кислоты 0,1-0,4 Натрий сернистокислый 0,3-1,0 Гидроокись натрия 2,5-3,0 ВодаОстальное

Среда имеет вязкость 1,2-2,0 сСт и рН 10-14 о Эти свойства среды обеспечивают качественную закалку кремнистых пружинных сталейо

Сернистокислый натрий представляет собой минеральную соль и является белым кристаллическим веществом, легко растворяю1цимся в воде Введение в состав сернкстокислого натрия обусловлено необходимостью как первоначального У1 ;еньшения вязкости, так и ее поддержанием в процессе эксплуатации„ При введении сернистокислого натрия в указанных пределах первоначальная вязкостг среды уменьшается до 1 ,2-2,0 сСт и , I сохраняется на данном уровне При .| введении сернистокислого натрия менее 0,3 маСо% не достигается необходимое снижение вязкости, введение сернисто- Jкислого натрия более 1,0 прако:ел

со

05

(гичееки не оказывает дальнейшего зна- | ительного понижения вязкости

При введении неполной железной Соли полиакриловой кислоты более 0,4 мас„% в структуре образуются про- межуточные продукты распада, что уменьшает твердость стали, упругие i прочностные свойствао При введении |1еполной железной соли менее О, 1 масо% tO 1|1аблюдается образование трещин при закалке

; Добавка гидроокиси натрия в коли- jecTBe 2,5-3,0 масс% вызвана необходи- ikocTbro придания раствору щелочных J5 свойств с обеспечением рН в пределах 0-14о При значении рН вьше 10 отсутствует период гшеночного кипения и происходит повышение скоростей в интервале температур 800-500°Со Это 20 дает возможность получить после закалки кремнистых сталей мартенситную структуру При введении гидроокиси 4атрия менее 2,5 мас„% не обеспечива- Йтся значение рН более 10, охлаждение 25 Проходит с периодом пленочного кипе- Иия о При введении гидроокиси натрия 0олее 3,0 масс% не наблюдается дальнейшего повьш1ения скоростей охпавде- иия в перлитной области, скорости же JQ в мартейситном интервале растут, что приводит к образованию трещин. Кроме того, содержание гццроокиси натрия в у казанных пределах позволяет обеспе- ч|ить величину рН-в пределах 10-14оПри э| тих значениях рН на поверхности дета- л{ей образуется защитная пленка нера- С|творимых гидроксидов,. предохраняюпщх о|т коррдзйИо При повышении рН более 1 за счет введения гидроокиси натрия б{олее 3,0 мае Л происходит растворе- Hpie защитной пленки из-за высокой концентрации гидроксидионово

в среде предлагаемого состава наб- К)дается лишь две стадии охладцения: п гзьфьковое кипение и конвективный теплообмено При повышении температуры среды, имеющей вязкость 1,2-2,О сСт, оявление периода пленочного .кипения е наблюдаетсяо

Закалочную среду готовят следующим ° бразом Предварительно рассчитьшается 1я определенного закалочного бака коичество компонентов, входящих в сосав., Затем бак заполняется расчетным оличеством воды, в которую прследова- ельно добавляют нужное количество неполной железной соли полиакриловой кис- оты, гидроокиси натрия и сернистокисло-

, го натрия. Затем среда перемешивается дл равномерного распределения всех составляющих по всему объему бака о

Предлагаемая среда исследуется, по закаливаемости, влиянию на трещино образование, охлаждающей способности и физико-химическим свойствам. Составы предлагаемой закалочной среды . приведены в табЛо 1

Определение закаливаемости проводя на образцах J 30 мм х 150 мм из стали марки 55С2А. Склонность к трещинооб- разованию определяют непосредственно на пружинах из этой же марки стали Параметры первого типа пружин: наружный диаметр 140 мм, внутренний диамет 80 мм, высота пружины 249 мм, шаг 24,8 м, количество витков 5,5, диаметр прутка 30 ммо Параметры второго типа пружин: наружный диаметр пружины 124 мм, внутренний диаметр 86 мм, высота пружины 249 мм, шаг 14 мм, количество витков 8,5, диаметр прутка 19 мМо Результаты исследований приведены в таблицах 2-5

Скорости охлаждения в средах составов 1-3 распределяются благоприятно, период пленочного кипения отсутствует и максимальные скорости охлаждения соответствуют температурам перлитного превращенияс Из табл, 5 видно, что при эксплуатации в основном меняется вязкостьо В среде предлагаемого состава необходимая вязкость достигается с момента начала эксплуатации и во время работы остается практически постоянной

При использовании закалочной среды предлагаемого состава обеспечиваются необходимые скорости охлаждения кремнистых пружинных сталей, что позволяет исключить брак из-за низкой твердости, закалочных трещин. Отсутствие в структуре стали после закалки в предлагаемой среде промежуточных продуктов распада по вьшаает упругие и прочностные свойства, что обеспечивает высокий предел усталости при циклическом нагружении

Формула изобретен,ия

Закалочная среда преимущественно для кремнистых пружинных сталей, содержащая неполную железную соль, полиакриловой кислоты, гидроокись

51615196

натрия, добавку и воду, отличаю- кислый натрий при. следующем соотно- щ а я с я тем, что, с целью улучше- шении компонентов, мае %:

Неполная железная соль полиакриловой кислоты Гидроокись натрия Сернистокислый натрий

ния качества закалки путем повьшекия твердости и прокаливаемости, исключения трещинообразования и стабилизации эксплуатационных свойств среды, в ка- честве добавки используют сернистоВодаТаблица 1

0,1-0,4 2,5-3,0 0,3-1,0 Остальное

Неполная железная сол полиакриловой кислоты Гидроокись натрия Сернистокислый натрий

Вода Таблица 1

Изобретение относится к термической обработке, в частности к закалочным средам, применяемым при охлаждении деталей из кремнистых пружинных сталей. Цель изобретения - улучшение качества закалки путем повышения твердости и прокаливаемости, исключения трещинообразования и стабилизации эксплуатационных свойств среды. В закалочную среду, содержащую неполную железную соль полиакриловой кислоты, гидроокись натрия и воду, вводят сернистокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.% : неполная железная соль полиакриловой кислоты 0,1-0,4

гидроокись натрия 2,5-3,0

сернистокислый натрий 0,3-1,0

вода остальное. При использовании закалочной среды предлагаемого состава обеспечиваются необходимые скорости охлаждения кремнистых пружинных сталей, что приводит к повышению упругих и прочностных свойств деталей. 5 табл.

55С2А

Образец 0,30х

х150 мм

Таблица 2

Известный

57-60 36-54

Таблица 3

16151968

Таблица 5