Закалочная среда Советский патент 1992 года по МПК C21D1/60 

Изобретение относится к термической обработке, а именно к составам закалочных сред, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, например в энергомашиностроении для закалки изделий из легированных и углеродистых сталей.

Известна полимерная среда для закалки, содержащая воду, водорастворимый полимер, хлористый натрий и едкий натр при следующем соотношении компонентов, мас.%: негюлная железная соль полиакриловой кислоты 0,01-5,0; хлористый натрии 0,10-1,0; едкий натр 0,25-2,0, и вода - остальное.

Недостатком данной среды является нестабильность процесса охлаждения, вызываемая наличием пленочной фазы охлаждения, что проявляется в неравномерной твердости на поверхности деталей после их закалки.

За прототип выбрана закалочная среда, содержащая, мас.%: натриевая соль сополимера стирола и малеинового ангидрида 0,2-10,0, техническая бура 0,001-0,5, алю- мометилсиликонат натрия 0,0001-0,001, вода остальное.

Недостатком известной среды является неравномерная твердость, получаемая на

поверхности закаленных изделий, связанная значительной по времени продолжительностью пленочной фазы охлаждения.

Целью изобретения является улучшение качества закалки за счет устранения пленочного кипения.

Поставленная цель достигается JCM, что закалочная среда, содержащая натриевую соль сополимера стирола и малеинового ангидрида, техническую буру, элюмометилси- ликонат натрия и воду, дополнительно содержит соль щелочных и щелочноземельных металлов соляной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевая соль

сополимера стирола

и малеинового

ангидрида0,2-10,0

Техническая бура0,1-0,5

Алюмометилсиликонат

натрия0,0001-0,001

Соль щелочных и

щелочноземельных

металлов соляной

кислоты0.1-0,5

ВодаОстальное

Введение в состав закалочной среды для изделий из углеродиртых и легировэн дNJ СЛ

О

ных сталей соли щелочных и щеломнозе- мельных металлов соляной кислоты, например хлористого натрия, хлористого калия в количестве 0,1-0,5 мас.% при заданном соотношении остальных компонентов обеспечивает улучшение качества закалки изделий путем устранения неравномерной твердости поверхности, за счет исключения стадии пленочного кипения.

При содержании солей щелочных и щелочноземельных металлов соляной кислоты менее 0,1 мас.% пленочная фаза кипения не устраняется, а значит поверхность закаливаемых изделий имеет неравномерную твердость. При содержании солей щелочных и щелочноземельных металлов свыше 0,5 мас.% закалочная среда расслаивается (см. результаты испытаний в табл. 1).

Среду приготавливают следующим образом, В расчетном количестве воды растворяется 0,5% едкого натра. В полученный раствор засыпается стироталь из расчета на литр раствора. Полученная взвесь подогревается до температуры 90° С и перемешивается до полного растворения порошка.

В результате получаем 12%-ный концентрат водного раствора полимера.

Используя этот концентрат и водорастворимые добавки/отовим предлагаемую закалочную среду.

Для испытания предлагаемой среды в лабораторных условиях было приготовлено и опробовано 5 составов.

Результаты испытаний сведены в табл. 1 и 2.

Составы 1 и 5 (см. табл. 1) соответствуют составам, выходящим за пределы заявляемых концентраций, примеры 2 и 4 соответствуют граничным составам и пример 3 - оптимальному составу.

Охлаждающая способность закалочных

сред оценивалась путем замера твердости

после закалки на поверхности пластинок

размером 6х из стали 40Х и кубиков

50 50 50 из стали 5ХНМ.

О пятнистости после закалки судили по разбросу величин твердости на поверхности указанных образцов.

Оценку охлаждающей способности проводили также при помощи регистрации кривых охлаждений - центра хромоникелевого цилиндра (20% Cr,fc-80% NI) диаметром 12,5

и длиной 60 мм (см. табл. 2). Регистрацию

кривых охлаждения проводили с помощью

координатного самописца Watanabe 25Г.

Кривые охлаждения хромоникелевого

цилиндра в известной среде - кривая 1, в

предлагаемой по составу 3 - кривая 2, и в масле - кривая 3 (см. фиг. 1).

Результаты замеров твердости после закалки в 5 составах предлагаемой среды и в известной приведены в табл. 1.

Предлагаемая среда при заданных соотношениях компонентов не имеет пленочной фазы кипения, что обеспечивает равномерную твердость поверхности изделий после мх закалки. Кроме того, среда

пожаробезопасна, нетоксична, не содержит дефицитных компонентов и улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Формула изобретения Закалочная среда, содержащая натриевую соль сополимера стирола и малеиново- го ангидрида, техническую буру, алюмометилсиликонат натрия и воду, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества закзлки за счет устранения пленочного кипения, она дополнительно содержит соль щелочных и щелочноземельных металлов соляной кислоты при следующем соотношении компо- нентов, мас.%:

Натриевая соль сополимера стирола м малеинового

ангидрида0,2-10,0

Техническая бура0,1-0,5

Алюмометилсиликонат натрия0,0001-0,001

Соль щелочных и щелочноземельных металлов соляной

кислоты0,1-0,5

ВодаОстальное

Таблица 1

Использование: термическая обработка изделий из легированных и углеродистых сталей. Сущность изобретения: закалочная среда содержит, мас.%: натриевую соль сополимера стирола и малеинового ангидрида 0,2-10,0, техническая бура 0,1-0,5, алюмо- метилсиликзт натрия 0,0001-0,001, соль щелочных и щелочноземельных металлов соляной кислоты 0,1-0,5, остальное - вода. 2 табл., 1 ил.

Таблица 2

its-«

Значение скоростей охлаждения центра цилиндрического образца размером 12,5x60 из сплава Инконель-600 в 1 %-ном растворе ПК-2, к/с

rrc

800

500300

100

60

сек