Закалочная среда для термической обработки стальных изделий

 

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, в частности к средам, обеспечивающим высокое качество закаленных стальных изделий. Цель изобретения - улучшение качества изделия. Предложена закалочная среда. Содержащая воду, хлориды 6-77%, гидроокись кальция 0,01-0,15%. Сущность.изобретения заключается в том, что для водных растворов хлоридов существует своя определенная - концентрация, при которой достигается максимальная критическая плотность теплового потока, а следовательно , максимальный теплоотвод, так как более интенсивно разрушаются паровые пленки. Гидроокись кальция увеливает критическую плотность теплового потока и смещает его максимум в область более низких концентраций хлоридов. За счет оптимальных концентраций смесей гидроокиси кальция и хлоридов достигается максимапьный теплоотвод тепла. (Л со Oi О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 C 21 D 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTN1 (46) 07. 02.90. Бюл. В 5 (21) 4020742/22-02 (22) 93.02.86 (71) Институт технической теплофиэики

AH УССР (72) Н.И. Кобаско и В.И. Гранкин (53) 621.783.4(088.8) (56) Патент США и 2817612, кл. С 21 D 1/46, 1961.

Авторское свидетельство СССР

В 1231884, кл. С 21 D 2/46, 1981. (54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, в частности к средам, обеспечивающим высокое качество закаленных стальных изделий. Цель изобретения — улучшение

„„SU„„È49166 А1 качества иэделия. Предложена эакалочная среда, содержащая воду, хлориды

6-77Х, гидроокись кальция 0,01-0,153.

Сущность изобретения заключается в том, что для водных растворов хлоридов существует своя определенная концентрация, при которой достигается максимальная критическая плотность теплового потока, а следовательно, максимальный теплоотвод, так как более интенсивно разрушаются паровые пленки. Гидроокись кальция увеливает критическую плотность теплового потока и смещает его максимум в область более низких концентраций хлоридов. За счет оптимальных о концентраций сиесей гидроокиси кальция и хлоридов достигается максииаль- ный теплоотвод тепла.

1340166

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, в частности к средаи для интенсификации охлаждения стальных деталей при их термической обработке.

Цель изобретения - улучшение качества иэделия.

Сущность изобретения заключается в том, что для водных растворов хлоридов существует своя определенная концентрация, при которой достигается максимальная критическая плотность теплового потока, а следовательно, достигается максимальный теплоотвод, так как более интенсивно разрушаются паровые пленки, Гидроокись кальция увеличивает критическую плотность теплового потока и смещает его максимум в область более низких концентраций хлоридов. За счет оптимальных концентраций смесей гидроокиси кальция и хлоридов кальция, магния, лития достигается максимальный теплоотвод тепла. Эти концентрации являются минимальными и составляют 6,8 и 12Х.

Верхние пределы указывают максимальйую растворимость хлоридов различных элементов в воде при повышенных температурах.

Нижний и верхний пределы концентраций гидроокиси кальция указывают на максимальную ее растворимость при, комнатной температуре (0 15X) и при температуре 100 С (0,01Х), т.е. с увеличением температуры растворов растворимость гидроокиси кальция падает.

Одним из компонентов эакалочной среды взята слабо растворимая гидроокись кальция с водородным показателем рН 7,5-12,5, предотвращающая протекание реакции замещения, повышающая критическую плотность теплового потока и смещающая ее максимум в область более низких концентраций смеси, а также позволяющая наладить беэотходную технологию и предотвращающую коррозию металлов.

В качестве компонентов взяты также только те хлориды первой и второй групп таблицы Менделеева, которые имеют максимальную критическую плотность теплового потока при их оптимальной концентрации (6-12Х) и обеспечивают высокую температуру их кипения (120-200 С) в состоянии насыщения. Это делает эакалочную

40 о боты матрицы (ввиду создания высоких сжимающих напряжений на ее поверхности).

Пример 4, Протяжка диаметрои 60 мм и длиной 1500 ми из стали

Р6М5 охлаждается от 1180 С и водном растворе хлорида кальция (77X) и гидроокиси кальция (0,01X) при температуре ванны 100 С (рН 7,5), обеспечивающего температуру кипения пристенного слоя 200 С. После окончания пузырькового кипения (7.д„

90 с) протяжки выгружают и подстуживают на воздухе до комнатной

55 температуры и осуществляют обычный отпуск.

В результате примененной технологии устраняется возможность воэI)

35 среду универсальной, так как с помощью ее применения легко реализовать различные способы закалки.

Пример 1, Шпанки размером

8 х 12 х 40 мм иэ стали 40 охлаждают в 6Х-ном водном растворе хлористого кальция до полного остывания, содержащего О, 15Х гидроокиси кальция, обеспечивающей рН 12,5 и имеющего тепловой поток 14 МВт при температуре ванны,20 С.

Охлаждение в таком растворе дает чистую поверхность и равномерную и высокую твердость шпонок (HRC 58-60).

Пример 2. Пресс-форма диаметром 80 мм и высотой 40 мм иэ стали 40Х (То 850 С) охлаждается м в 8Х-ом водном растворе хлорида магния и гидроокиси кальция (рН

10,5; тепловой поток равен 12 МВт/и ) в течение 34 с, после чего осуществляется отпуск при 300 С в течение

О

2 ч, в результате чего увеличивается ° ресурс работы пресс-формы благодаря сжимающим остаточным напряжением на поверхности. Устраняется коррозия пове рх нос ти пр е с с-формы.

Пример 3. Матрица сложной конфигурации из стали УТОА размером

54 х 102 х 161 мм в течение 56 с охлаждалась в ЗОХ-ном растворе хлорида кальция. и 0,1Х гидроокиси кальция, имеющего при 20 С рН 9,75 и температуру кипения пристенного слоя

120 С, после чего осуществлялась

О иэотериическая выдержка при 200 С в течение 1 ч.

В результате примененной технологии увеличилась долговечность ране нарушая технологического процесса, что обеспечивает органиэацию беэотходной технологии.

Благодаря стабильности и достаточно высокого водородного показателя рН достигается высокая скорость ох лаждения при более малых концентрациях раствора, Следует также отиетить простоту приготовления закалочной среды и недифицитность исходных материалов н сохранение высокой охлаждающей способности эакалочной среды на протяжении длительной ее эксплуатации, что приводит к стабильному получению качественных изделий. Сохраняется такие универсальность среды, так как при малых концентрациях достигаются иаксЪ иальные скорости охлаждения, а при больших концентрациях повывается температура кипения пристенных слоев до начала мартенситного превращения.

Закалочная среда для термической обработки стальных изделий, содерккащая воду и минеральную соль, ;10 отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества иэделия, в качестве минеральной соли она содержит хлоридь| одно- и двухвалентных элементов и дополнительно гидроокись кальция с водородным показателем рН 7,5-12,5 при следующем соотношении компонентов, иас.Z:

Хлориды одно- н двухвалентных эле40

6-77

Гидроокись кальция 0,01-0, 15

Вода .Остальное

Составитель А. Кулеиин

Корректор В. Вутяга

Редактор А. Орешкина Техред Л.Олийнык

Заказ 499 Тираж 510

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1340166

С никновения пожаров и увеличивается на 25Х ресурс работы протякек. Аналогичные примеры можно привести применительно к использованию xhoрида лития или магния, 5

Преимущество заявляемой эакалочной среды по сравнению с прототипои состоит в следующем.

Устраняется возможность протека- 1р ния реакций замещения, что делает эакалочную среду стабильной а работе, отсутствует выпадение нераст воримого осадка.

Незначительное количество раст.воренной гидроокиси кальция приводит к неэначительноиу образованию карбоната кальция, который тут ке при соприкосновении раскаленного металла разлагается на окись кальция и углекислый газ, т,е. поддерживается стабильное состояние закалочной среды.

Отсутствует выделение соляной кислоты, которая является причиной 25 Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я . высокой коррозии поверхности меТалла, разрушения оборудования и загрязнения атмосферы цехов.

Поддерживается стабильная концентрация гидроокиси в соляных растворах, так как в растворе имеется избыток нерастворенной гидроокиси кальция (последнюю можно добавлять в раствор в любом количестве).

Расходуется малое количество ан" тикорроэионной добавки, так как не" большие концентрации гидроокиси кальция дают высокое значение чисел рН (в пределах 8-12,6). . Отходы после промывки деталей мокко возвратить в эакалочный бак,