Закалочная среда

 

. Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для закалки углеродистых легированных сталей. Целью изобретения является обеспечение стабильности размеров и снижение склонности к трещинообразованию. Закалочная среда содержит воду, полимерное вещество и медный купорос,в качестве полимера используется концентрат сульфитно-дрожжевой бражки (КСДБ) при следующем соотношении компонентов , об.%: КСДБ 1,0-8,0; CuSQ 0,5-3,0; вода остальное. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А@4 С 21 D l/60

1

«%

4, «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3964483/23-02 (22) 09.10.85 (46) 30.09.88. Бюл. Ф 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт редукторостроения (72) Л.И. Корх, В.А. Панасюк, А.M. Пасичник и П.П. Гребенюк (53) 621.78.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 722976, кл. С 21 D 1/60, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 863671» кл. С 21 D 1/60, 1979.. (54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА

„SU„„1427008 А 1 (57), Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для закалки углеродисть1х легированных сталей. Целью изобретения является обеспечение стабильности размеров и снижение склонности к трещинообразованию. 3акалочная среда содержит воду, поли" мерное вещество и медный купорос,в качестве полимера используется концентрат сульфитно-дрожжевой бражки (КСДБ} при следующем соотношении компонентов, об.X: КСДБ 1,0-8,0; CuSQ

0 5-3,0; вода остальное. 4 табл.

1427008

Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для закалки углеродистых и легированных конструкцион5 ных сталей.

Цель изобретения — обеспечение стабильности размеров эакаливаемого изделия и снижения склонности к трещинообразованию. 10

Закалочная среда содержит, об. 7: концентрат сульфитно-дрожжевой бражки (КСДБ) 1-8; медный купорос 0,5Э,О; вода остальное.

Влияние медного купороса и органи- 15 ческих добавок на скорость охлаждения в предлагаемой среде и прототипе оценивают построением и обработкой кривых охлаждения цилиндрического образца стали марки Х18Н9Т циаметром 20

10 мм, длиной 40 мм в перлнтном и мартенситном интервалах температур.

В табл. 1 приведены данные по влиянию состава закалочных сред на скорость охлаждения. 25

Как видно иэ табл. 1, изменение концентрации триэтаноламина в пределах 8-12Х практически не оказывает влияния на скорость охлаждения в перлитном и мартенситном интервалах температур. Высокие скорости охлаждения в перлитном интервале температур (250-200 С/с) и мартенситном (10074 C/ñ) определяют высокую степень деформируемости и резко повышают вероятность трещинообразования при закалке легированных сталей.

В предлагаемом составе изменение содержания КСДБ в пределах 1-87 позволяет управлять скоростью охлажде- 40 ния среды в широких пределах в зависимости от степени легировання и сложности конфигурации эакаливаемых изделий. В перлитном интервале скорость охлаждения может изменяться от 169,0 45 до 21,0 С/с, в мартенситном - от 67„0 до 19,0 С/с, что позволя ет снизить деформируемость и склонность к трещинообразованию.

0

Введение медного купороса в эакалочные среды в пределах 0,5-3,07 несколько снижает скорость охлаждения, но поскольку он является эффективным антисептиком, то вводится в среду для предотвращения образования плесени на поверхности среды.

Влияние состава закалочной среды на деформируемость оценивают по изменению ширины паза до и после закалки на образцах с эксцентрично расположенным отверстием и разрезанным пазом. Образцы изготавливают из сталей марок 45 ГОСТ 1050-74 и 40Х ГОСТ

4543-71.

Наличие трещин определяют методом магнитной дефектоскопии на приборе

77ПИД-ÇM.

Сопоставление свойств образцов из стали 45, закаленных в воде, известной и предлагаемой средах показывает (табл. 2), что они имеют практически одинаковую твердость, но образцы, закаленные в предлагаемой среде деформируются значительно меньше, чем остальные. Трещины на поверхности образцов не обнаружены, Образцы из стали 40Х, закаленные в масле и предлагаемой среде (табл.3) имеют твердость 48-54 HRC, деформируемость одного значения и не имеют трещин, При закалке в известной среде (прототип) твердость образцов изменяется в пределах 48-54 HRC, деформация происходит почти в 2 раза больше, имеют место трещины на поверхности образцов °

В табл. 2 приведены данные по влиянию состава закалочной среды на деформируемость и твердость образцов иэ стали 45, В табл. 3 приведены данные по влиянию состава закалочной среды на деформируемость и твердость образцов из стали 40Х.

Свойства некоторых деталей, закаленных в предлагаемом составе, приведены в табл, 4.

Детали из углеродистых сталей (40, 45) и из легированных сталей (40X, ЗОХГСА, 50 ХФА, 40ХН2МА5 отвечают предъявляемым требованиям по твердости, деформируемости и не имеют трещин, Предлагаемая среда не горюча, не токсична и безопасна при попадании на кожный покров, не содержит децифитных и дорогостоящих компонентов.

Закалочную среду готовят смешиванием в заданных процентных отношениях КСДБ, медного купороса и воды.

Среда не требует выдержки и может быть использована сразу по назначению.

1427008 ти к трещинообразованию, в качестве органической добавки среда содержит концентрат сульфитно-дрожжевой бражки в следующем соотношении компонентов, об. Е:

Г1едный купорос 0 5-3

Концентрат сульфитнодрожжевой бражки

Вода

Таблица 1

Т

Состав среды, об, 7

Закалочная среда

Вода Триэта Медный купоКСДБ грос

100,0

8,0

Остальное.

Прототип

8,0

2,5

92,0

10,0

0 5

100,0

10,0

2 5

80,0

5,0 10,0

76,0

2,5

12 0

81,3

50 120

74,2

Предлагаемая 0,5

1,0

67,0

2,5.

1,0

56,0

0,5

4,0

30,0

Остальное

25,0

4,0

26,0

22,0

2,5

4,0

24,0

20,0

4,0

5,0

23,0 19 0

0,5

8,0

26,0

24,0

8,0

2,5

23,0

20,0

5,0

8,0

21,0

19,0

100

285, 7

Вода

100,0

Таблица.2

Твердость Наличие

HRC трещин

1 !

Ширина паза, мм

Закалочная среда

I зменеие шин ны! до закал" после ки закал1 реднее начени

Нет

-0,228

5,17 -0,26

5э 28 Оэ 20

5,30 -0,21

5,43

Вода

5,48

5,51

Фор мул аизобретени я

Закалочная среда, преимущественно для углеродистых и легированных сталей, содержащая воду, медный купорос и органическую добавку, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения стабильности размеров закаливаемого изделия и снижения склоннос- (p

Скорость охлаждения, С/с, в интервале температур

650-550 300-200

250,0

220,0

200,0

200,0

200,0

200,0

200,0

169,0

121,0

1427008

Продолжение табл. 2

Твердость

HRC

Наличие трещин

Ширина nasa, мм

Закалочная среда ене- реднее начени осле акал о закал н

5 44

5,50

-О, 206

5 4

Нет

5,25

-0,27

-0,24

5,26

5,29 -0,19

-О, 15

-О, 15

5,35

5,54

5,65

-О, 126

5,42 -0,11

5,50 -0,14

5,53

5,64

-0,13

5,52

5,52

5,60

5 60 0 10

П р и м е ч а н и е. Знак (-) означает уменьшение ширины паза; знак (+) ее увеличение. !

Т а б л и ц а 3

Г

Твердость Наличие нкс трещин

Ширина паза, мм

Закалочная ср еда среднее до за- после калки закалзначение ки

Масло И-20 (ГОСТ 20799-75) 5, 51

О, 1 18

Нет

О, 15

5,66

0,10

5,56

5,45

0,15

5 63

5,48

0,10

5,52

5,42 с6

0,09

5,46

Нет

5,35

Есть

5121

5, 18

5,50

5,23

50,Нет

5,52

Есть

5,48

5,22

Прототип (10X 5,48 триэтаноламина+2,57

Си$04+Н 0) z 5,50

5,48

Предлагаемая среда (1Х

КСДБ+2,5Х

Си$04 +Н 0) Прототип (10X триэтаноламин+

2, 5ХСи$04 +Н 0) 5, 50

5,48

5,15 -0,29

5,32 -О, l8

5,30 -0,18 изменение ширины паза

-0,15

-0,27

-0,32 -0,218

-0,19

-0,16

1 427 008

Продолжение табл. 3

Ширина паза, мм

Твердость Наличие

ЖС трещин изменение шисреднее значение о заалки рины паза

5,54. 5,66

0,12

Нет

5 41

5,51

5,34

5,45

5,44

5,58

0,14

5,63

5,50

0,13

П р и м е ч а н и е. Знак (-) означает уменьшение ширины паза; знак (+) ее увеличение.

Таблица 4

Состав закалочной среды об.X

Тип нагрева

Марка стали

Изделие, основные параметры

Наличие трещин

СДБ медный купорос

Сателлит 6 50;L=20

Колесо гибкое, 80, L - =80

40Х

Печной

Нет

ЗОХГСА

Колесо зубчатое

160, L = 40 40

Лезвие топорика 45

ТВЧ

Отвертка е 8, L=200

50ХФА Печной

52-55

Шестерня, 45, L=6О

40ХН2МА

53-55

Составитель А. Орешкина

Техред Л.Олийнык Корректор М. Демчик

Редактор Т. Лазоренко

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственнбго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4830/ 27

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закалочная среда

Предлагаемая (8X КСДБ+2,5Ж

CuS0 +Н О) после закалки

0,10 0,120

О,!1

Твердость после закалки, НКС

51-52

46-50

48-52

53-55