Закалочная среда

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, применяемым при термической обработке сталей. Целью изобретения является повьппение эффективности , экономичности и расширение технологических возможностей закалочной среды. Закалочная среда содержит, мас.%: неполную железную соль полиакриловой кислоты 0,2-2,5, кальцинированную соду 0,2-2,0, воду - остальное. Использование зака- .лочной среды позволяет повысить экономичность и эффективность, прокаливаемость и закаливаемость изделий, исключить трещинообразование в них, расширить технологические возможности , обеспечить закалку широкого круга изделий из различных марок стали, разнообразных размеров и конфигураций . 3 табл. (Л СА: Сл СО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (50 4 С 21 D 1 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029418/22-02 (22) 30.12.85 (46) 15.12.87.Бюл. У 46 (71) Рязанское производственное объединение Тяжпрессмаш (72) Г.Ф,Феоктистова, С.Н.Епихин и А.Е,Баранов(53) 621.78.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1016377, кл, С 21 D 1/60, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 724581, кл, С 21 D 1/60, 1978. (54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к эакалочным средам, применяемым при термической обработке сталей. Целью изобретения является повышение эффективности, экономичности и расширение технологических возможностей закалочной среды. Закалочная среда содержит, мас.Ж: неполную железную соль полиакриловой кислоты 0,2-2,5, кальцинированную соду 0,2-2,0, воду — остальное. Использование зака,лочной среды позволяет повысить экономичность и эффективность, прокаливаемость и закаливаемость изделий, исключить трещннообразование в них, расширить технологические возможности, обеспечить закалку широкого круга изделий из различных марок стали, разнообразных размеров и конфигураций. 3 табл, 1359313

f0

45

55

Изобретение относится к металлур-, гии, а именно к закалочным средам, применяемым при термической обработке сталей.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности, а также расширение технологических воэможностей закалочной среды.

Закалочная среда содержит неполную железную соль полиакриловой кислоты, кальцинированную соду и воду.

Приготовлены составы предлагаемой (1-5) и известной (6) закалочных сред (табл.1).

Закаливались детали кузнечно-прессовых машин из следующих марок стали: 40Х, 45Х, 40ХН, 40ХН2МА, 9ХС, ШХ15, 3SX2M10A, 38XIO,. б5Г, 45, .60С2 20Х, 18ХГТ, 12ХН3МА, ХВГ.

Оптимальные концентрации и охлаждающие свойства закалочной среды определялись по твердости сталей после закалки, по кривым охлаждения в различных температурных интервалах (перлитном и мартенситном), по трещинообразованию. Твердость соответствовала ТУ чертежа, детали, Закалка проводилась как партиями, так и отдельными деталями. Всего было термит. обработано 1 тыс,т штатных единиц, В табл.2 приведены результаты испытаний предлагаемой и известной сред.

В табл.3 приведены сравнительные данные стоимости предлагаемой и известной сред.

Результаты проведенных исследований, в том числе приведенные в табл. 2, позволяют установить следующее.

После закалки в среде предлагаемо го состава трещин на термообработанных изделиях не обнаружено.

Предлагаемая закалочная среда позволяет регулировать скорость охлажде" ния изделий в процессе закалки в областях перлитного и мартенситного превращений. Добавка кальцинированной соды приводит к ускорению охлаждения в области наименьшей устойчивости аустенита, снижая при этом скорость охлаждения в мартенситном интервале температур ° Регулирование скоростей охлаждения достигается изменением устойчивости пленки полимера, образующейся на поверхности закаливаемых изделий. Это изменение обусловлено содержанием в среде кальцинированной соды, Максимум скорости охлаждения в зоне мартенситного прев-. ращения смещается в область более высоких температур, что исключает I трещинообразов ание, Варьируя процентное содержание указанных выше ингредиентов, можно установить пределы допустимых отклонекий от некоторой средней величины параметров закалочной среды в рабочих ваннах. В этих пределах можно производить закалку любых легированных конструкционных и инструментальных сталей.

В . предлагаемой среде максимальные скорости охлаждения в области температур мартенситного превращения сталей снижаются относительно тех же скоростей в известной среде на 30-50% в зависимости от концент-, рации в растворе кальцинированной соды, Если с повышением рабочей темпеа ратуры известной среды более 50 C закаливающая способность ее заметно снижается (в структуре стали появляются немартенситные продукты распада переохлажденного аустенита), что приводит к снижению твердости и увеличению времени. охлаждения иэделия в интервале температур. 730-500 С, то предлагаемая среда (ее эффективность) малочувствительна к изменениям ее температуры. Она обеспечивает требуемую твердость иэделий в диапазоне рабочих температур 20-85 С. С увеличением температуры среды ее охлаждения способность в интервале пер" литного превращения плавно снижается, оставаясь неизменной в интервале мартенситногo превращения, Таким образом, по сравнению с из» вестной предлагаемая среда более эффективна и обладает более широкими технологическими возможностями, позволяет осуществлять закалку более широкого круга изделий, в том числе крупногабаритных (массой до 1т) из различных легированных сталей.

Наличие в предлагаемой среде каль" цинированной соды устраняет необходимость в таких компонентах, как едкий натрий, добавляемый для нейтрализации раствора неполной железной соли полиакриловой кислоты, поскольку кальцинированная сода обладает ана1359313

Неполная железная соль полиакриловой

35 кислоты

Кальцинированная сода

Вода

0,2-2,5

0,5-2,0.

Остальное

Таблица 1

С о с т а в, мас,%

1 T

Компоненты закалочной среды

Неполная железная соль полиакриловой кислоты!,0

1,61

1,45

1,25 1,25

Кальцинированная сода

0,5

0,75

0,5

0,5

Хлористый натрий

0,5

Едкий натрий

О с т а л ь н о е

Вода логичным нейтрализующим свойством, а также хлористый натрий.

Снижение скоростей охлаждения в интервале температур мартенситных превращений, достигнутое содержанием в среде кальцинированной соды, позволяет вдвое снизить максимальную концентрацию полимера ПК-2 при сохранении необходимой закалочной способности в диапазоне 0,2-2,5 мас.%

его концентрации, Следовательно, предлагаемая закалочная среда более экономична при ее эксплуатации.

Добавка в полимерный раствор кальцинированной соды приводит к увеличению ее охлаждающей способности в области высоких температур и снижению в мартенситном интервале. При исследовании интенсивности охлаждения в зависимости от различных процентных добавок кальцинированной соды установлено, что оптимальным охлаждающим свойством в интервале температур 800-400 и 400-150 С облада" ет раствор с 0,5-2,0 мас.%.

Таким образом, предлагаемая закалочная среда в виде водного раствора полимера ПК-2 — неполной железной соли полиакриловой кислоты — с добавлением 0,5-2;0 мас.% кальцинированной сады имеет следующие технико-экономические преимущества по сравнению с аналогичными, средами (на основе водорастворимого полимера): среда более эффективна, повьппает прокаливаемость и закаливаемость изделий исключает трещиноабразов ание на них; имеет более широкие технологические возможности, обеспечивает закалку широкого круга изделий из различных марок стали, разнообразных размеров и конфигураций; балес. экономична, стабильна при эксплуатации в широком диапазоне тем l0 ператур, легко поддается контролю и регулированию в производственных условиях.

Среда нетоксична, пожарабезопас35 на, Йе загнивает и не выделяет вредных веществ в окружающую среду. формула и э о б р е т е н и я

20 Закалочная среда, содержащая водорастворимую полимернеполную железнуо соль полиакриловой кислоты и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее эффективности и экономичности, а также расширения, технологических возможностей, она дополнительно содержит кальцинираван,ную соду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

3С

1359313

Таблица 2

Зависимость твердости закаливаемых изделий от концентрации иигредиен"гов среды и температуры охлаждения

Наличие трещин

Марка ст али

53 Нет

40Х

То же

40Х

52

40Х

40Х

48

40Х

50

40Х

25

ХВГ

34

ХВГ

40

ХВГ

50

ХВГ

65

ХВГ

75

ХВГ

40ХН

51

40ХН

40ХН

50

40ХН

59

20Х

20Х

52

20Х

20Х

54

45Х

Нет

52

45Х

То же

Состав закалочной среды

Температура охлаждения о среды, С

Твердость

HRC

1359313 и

35

ШХ15

47

ШХ15 и

40Х

40Х

35 и

-154

40Х

48 и

40Х

62

„ 9ХС

64

9ХС

52

9ХС

27

ШХ1 5

ШХ1 5

ШХ1 5

58

21

ХВГ

40

ХВГ

55

ХВГ

68

ХВГ

ХВГ

85

С!

25 и

40ХН2МА 3

40ХН2МА 3 и

50 и

20Х 4

30 и

9ХС 4

ШХ15 4

ШХ15 4

35 и

38

52 и

30

40Х

40Х

54, 25

40ХН

25

9ХС

Продолжение табл.2

1 2 3 4 5

1359313

e2 11

9ХС

40.

ШХ15

35

20Х

20Х

47

66

25

ХВГ

ХВГ

51 5

60С2

60

60С2

65Г

61

65F

40Х

1,0

1,0

0,5

Нет

Хлористый натрий

Кальцини рованную соду

Воду

Ост.альОстальное ное

Стоимость

1 м среды, руб.

0,85

1,52

Показатели

Среда, содержащая, мас.%:

Неполную железную соль поли акриловой кислоты

Едкий натрий

Продолжение табл. 2

1 4 Г

Ю Ю

1 . Таблица3

Из вест- Предланая гаемая среда среда

0,25 Нет

Нет 0,5