Закалочная среда Советский патент 1991 года по МПК C21D1/60 

Изобретение относится к металлургии, а именно к закалочным средам на основе водорастворимых полимеров, применяемых при термообработке сталей.

Целью изобретения является повышение качества закаливаемых изделий путем улучшения механических свойств, исключения пятнистой твердости и следов коррозии.

Поставленная цель достигается тем, что в состав закалочной среды входит натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, натриевая соль ортофосфорной кислоты и вода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,0

Натриевая соль ортофосфорной кислоты0,3-0,7

Вода.Остальное

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ).

представляет собой белое порошкообразное вещество с насыпной массой 400- 800 кг/см . Степень замещения гидроксильных групп 0,4-1,2, степень полимеризации 200-1500, плотность 1590 кг/м3 температура размягчения 170°С. Растворы соли натрия карбоксиметилцеллюлозы в воде характеризуются высокой вязкостью.

Натриевая соль ортофосфорной кислоты (NazHPO/O представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Реакция раствора щелочная. В сухом состоянии устойчива при хранении.

Добавка в состав среды натриевой соли ортофосфорной кислоты позволяет исключить расслоение раствора, а это исключит трещинообразование, обеспечит повыше

Ov О 00

ел ю

ние охлаждающей способности в области наименьшей устойчивости аустенита, исключающей неравномерную твердость, повысит механические свойства и исключит коррозию деталей.

Приготовление и испытание предлагав-, мого состава закалочной среды осуществляют в следующей последовательности:

приготовление состава закалочных сред,

определение условной вязкости закалочных сред,

определение охлаждающей способности закалочных сред,

испытание закалочных сред,

определение качества (распределение твердости по поверхности, механические (свойства, трещины, коррозия). Закалочные среды приготавливают путем добавления в воду расчетных количеств (порциями) натриевой соли карбоксиметил- целлюлозы с одновременным перемешиванием, чтобы не было сгустков полимера,

После полного растворения натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы вводят расчетное количество натриевой соли ортофос- форной кислоты. Получают среду определенной консистенции. Температура всех растворов 23°С.

Приготовлены и испытаны пять составов предлагаемых сред и состав среды, принятый за прототип (см. табл. 1).

Все образцы были изготовлены из стали 40Х.

| д Образцы нагревали в камерной электропечи до 850°С с выдержкой из расчета 1,5 мин на 1 мм сечения, после чего охлаждали в предпагаемых средах и в среде, принятой за прототип.

Отпуск производили при 550°С с выдержкой 1,5 ч с дальнейшим охлаждением на воздухе.

Физико-механические характеристики испытуемых составов закалочных сред приведены в табл.2

Установлено, что добавка натриевой соли ортофосфорной кислоты создает равномерное распределение среды по объему и обеспечивает повышение охлаждающей способности в области наименьшей устойчивости аустенита (650-400°С), исключающей пятнистую закалку. Скорости охлаждения в этой области в составах 1-3 27,7, 21,7, 15,8 град/с при вязкости 11,7, 12,1; 13,4 с соответственно.

Скорость охлаждения в мартенситной

области (300-100°С) 13,7, 10,8, 8,1 град/с соответственно, что предупреждает образование трещин.

Механические свойства обеспечивают

качество деталей. Коррозия отсутствует.

При содержании в закалочной среде натриевой соли ортофосфорной кислоты менее 0,3% вязкость уменьшается до 10,5 с, скорость охлаждения в мартенситном интервале температур приближается к скорости охлаждения воды, что способствует образованию трещин.

При содержании в закалочной среде более 0,7% натриевой соли ортофосфорной

кислоты происходит пересыщение раствора, вязкость увеличивается до 16,6 с, что уменьшает передачу тепла от изделия к жидкости и, как следствие, приводит к получению заниженных механических свойств

и твердости.

Применение предлагаемого состава закалочной среды с добавлением натриевой соли ортофосфорной кислоты позволит повысить качество деталей (создать равномерную твердость по поверхности, повысить механические свойства, исключить трещины и предотвратить коррозию) за счет создания однородной среды.

Формула изобретения

Закалочная среда, содержащая натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества закаливаемых изделий

путем улучшения механических свойств, исключения пятнистой твердости и следов коррозии, она дополнительно содержит натриевую соль ортофосфорной кислоты при следующем соотношении компонентов,

мас.%:

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,0,

Натриевая соль ортофосфорной кислоты .0,3-0,7,

ВодаОстальное.

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии, а именно к закалочным средам на основе водорастворимых полимеров, применяемых при термообработке сталей. Цель изобретения - повышение качества закаливаемых изделий путем улучшения механических свойств, исключения пятнистой твердости и следов коррозии. В состав закалочной среды входит 0,5 - 0,7 мас.% натриевой соли карбоксимитилцеллюлозы, 0,3 - 0,7 мас.%, натриевой соли ортофосфорной кислоты, остальное - вода. Применение закалочной среды позволит исключить расслоение раствора. 2 табл.

Натриевая соль карбоксиметил- целлюлозы

Натриевая соль

ортофосфорной

кислоты

0,75

1,0

0,5-3,0

0,5

0,7