Закалочная среда Советский патент 1978 года по МПК C21D1/60 

(54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано для спрейерного охлаждения после нагрева любым способом изделий из конструкционных и легированных сталей.

Известна закалочная среда, представляющая собой водный раствор, содержащий 0,2-О,45 вес. % триэтаноламина и 0,64-1,05 вес.% азотнокислого натрия fLl.

, .

Недостатком известной среды при охглаждении изделий из средне- к высоко углеродистых легированных сталей является ее высокая охлаждающая способность в нижнем температурном интервале превращения, которая приводит к-возникновению на поверхности изделий закалочных трзещин, а также нестабильность состава вследствие выпадения в осадок азотнокислого натрия в процессе эксплуатации ере- ды.

Целью изобретения является создание такой закалочной среды, которая, обладая умеренной охлаждающей способностью в нижнем температурном интервале превращения, обеспечивала бы высокое качество закалки изделий из легированных сталей, была бы стабильной по составу во времени к удешевляла бы процесс термической обработки.

Указанная цель достигается применением в качестве закалочной среды- 8-12% водного раствора триэтаноламина с добавлением 0,2-0,8 % поливинилового спирта:

Г-сн,-сн-1

|-CH,J-CHL он J«

Эта среда весьма стабильна по составу и со временем практически не меняет его. Загрязнение раствора маслом не приводит к выпадению поливинилового спирта в осадок или образованию коллоидного раствора. Она обладает слабощелочной реакцией () и предохраняет от коррюзии как элементы закалочной установки, так и закаливаемые изделия. Предлагаемая среда не горюча, не токсична, при душевой подаче на изделие не образует пены.

Состав приготовляют растворением с энергичным механическим перемещиванием технического триэтаноламина (99 % водный раствор) в водяной ванне в тече яне весколькгос минут (в зависимости от объема ванны), в которую затем вь ливаю предварительно растворенный в горячей воде поливиниловый спирт заданной конпентраиин, затем состав снова перемешивают.

На четртежв приведен график обобщенных данных исследования охлаждающих свойств различных комбинаций предлага-. емой Ьреды (8ОО опытов), где заштрихованная область является областыо оптимальных концентраций компонентов, входтдих в состав среды.

РаствеГры с концентрапией триэтаноламина меньшей 8 % и поливинилового спирта меньшей 0,2 % дают излшцне ускоренное охлаждение в нижнем температурном интервале превращения и не снижают, с водяным душем опасности возникновения трещвм на поверхности опожных изделий из углеродистых и легированных сталей.

Растворы с концентрацией триэтаноламина больше 12% и любой из исследов вшихся концентрацией поливинилового спирта столь незначительно снижают скорости охлаждения стальных изделий в нижнем температурном интервале превращения, что становятся экономически невьггоднымя, так как повышают стоимость закалочной среды.

Растворы с любой из исследовавшихся концентраций триэтаноламина и концентрацией поливинилового спирта, больше 4 0,8% обладают повышенной склонностью к образованию пены при закалке, что резко ухудшает условия промышленной эксплуатации закалочной среды.

Пример 1. Душ 8-12% водного раствора триэтаноламкна СПЭА) в 0,2-0,5% поливинилового спирта{ ПС) характеризуется эквивалентным коэффициентом теплоотдачи з а 4000-2000Оккал/м Чч.град, что позволяет использовать его для закалки издеЛИЙ из среднеуглероднстых нелегированных и слаболегированных сталей. Душем 10%

водного раствора ТЭА и 0,2% ПС было закалено 100 шлицевых валиков из стали 45 и 40Х (по 50 валиков каждой марки) Ни на одном валике трещин не обнаружено.

Пример 2. Йуш 8-12% водного раствора триэтаноламина и 0,6-О,8% поливинилового спирта характеризуется эквивалентным коэффициентом теплоотдачиаСдкд 2ООО-60ОО ккал/м ч.град, что позволяет использовать его для закалки изделий из высокоуглеродистых нелегированных и легированных сталей. Душем 10% водного раствора ТЭА и 0,6% ПС было закалено 80 валиков со шпоночными пазами из стали 65Г и У8 (по 40 валиков каждой марки). Нн на одном валике трещин не обнаружено.

Преимущество предлагаемой закалочной среды перед известными средами состоит в том, что она обеспечивает отсутствие трещин после закалки изделий сложной конфигурации из средне- и высокоуглеродистых легированных марок стали и стабильна по составу, благодаря чему резко возрастает срок использования этой среды и удешевляется процесс термической обработки изделий.

Формула изОбретения

Закалочная среда, содержащая трнэтаноламин и воду, отлич.ающаяся

тем, что, с целью исключения образования трещин при закалке легированвьтх сталей и предотвращения изменения состава в процессе эксплуатации, в нее дополнительно введен поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, вес, %:

Триэтаноламин .8-12

Поливиншювый спирт 0,2-О,8 Вода. Остальное,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

0,2O,t0,60,8

/о пояи8ени/1о8ого спирта Х offptrsiiti изста/ru S О-ofpajifA/ i/з cmcr/tu бУГ