Закалочная среда

(51)4 С 21 ВСКСОЮойя13,"," ЩЬЛНРТЦ. ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТ ОСУДАРСТБЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ОПИСЛНИЕ ИЗОБЕЕтЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ абл(71) Владимирский политехническийинститут и Производственное объединение Владимирский тракторный заводим. А,А.Жданова"(56) Заявка Японии Р 53-7725,кл. С 21 Р 1/60, 1978,Авторское свидетельство СССРФ 724581, кл. С 21 Р 1/60, 1978. 54.) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА57) Изобретение относится к облаермической обработки стали, конкретнее к закалочным средам. Цельизобретения - удешевление среды. В отличие от известной закалочной среды,в которой используют воду, неполнуюжелезную соль полиакриловой кислоты,едкий натр и хлористый натрий, в предложенной закалочной среде используютв качестве полимерной основы гидролизованный полиакрилонитрил, которыйполучают обычно в виде водно-щелочного раствора. Так как водородный показатель раствора (рН среды) находитсяв пределах 12,5-14,5, то для его снижения закалочная среда содержит неорганические кислоты, Стоимость гидролизованного полиакрилонитрила существенно ниже стоимости акриловой кислораствор гидролиэованного поли 40П р и м е р 2. 300 г 1 б 7.-ного раствора гидролиэованного полиакрилонитрила (продукт ГИПАН) разбавляют водой до концентрации сухого остатка 57., при перемешивании частично нейтрализуют 20 г безводной фосфорной кислоты и получают значение рН 7,15 и содержание сухого вещества 7,87., Определяют охлаждающую способность и вязкость, затем проводят закалку металла.Результаты приведены в таблице. 1 13574Изобретение относится к термической обработке стали, конкретнее к закалочным средам.Цель изобретения - удешевлениесреды,В отличие от известной закалочнойсреды, в которой используют воду, неполную железную соль полиакриловойкислоты, едкий натр и хлористый натрнй, в предлагаемой закалочной средеиспользуют в качестве полимерной основы гидролизованный полиакрилони, -рил, который в промышленности получают в виде водно-щелочного раствора.Так как водородный показатель раствора (рН среды) находится в пределах12,5-14,5, то для его снижения закалочная среда включает неорганическиекислоты. В известной среде для тойже цели, т.е. для создания среды,близкой к нейтральной, используют едкий натр.Нейтральный или слабощелочной характер эакалочной среды обеспечиваетее малую коррозионную активность поотношению к железу и его сплавам,а образующиеся после добавления кислот серно-кислые, соляно-кислые ифосфорно-кислые соли стабилизируютвязкость и охлаждающую способностьэакалочной среды.Положительный эффект предлагаемойзакалочной среды заключается в том,что ее основным компонентом являетсягидролиэованный полиакрилонитрил,дешевый продукт следующего химического строения:(сн сн) (сн сн) (сн, сн)СООМе СОИН СИвгде ш - 70-907;п - 10-307;1 с - 1-107;Ме - Ма, К. 45К достоинствам предлагаемой эакалочной среды относится дешевизна ипростота синтеза гидролизованногополиакрилонитрила иэ полиакрилонитрила, что позволяет вместо раствораГИПАНперевозить сухой порошок полиакрилонитрила и получать из 1 т ПАН100-200 тзакалочной среды, Полученная из ПАН его гидролизом закалочнаясреда не содержит остатков мономераи не требует контроля его наличия иочистки от него. Промышленный ПАН иГИПАН выпускаются крупными партиями,однородное по молекулярной массе,Ф 39 2чем ПК, что обеспечивает большее постоянство свойств закалочной среды на этой основе. Возможно получение закалочной среды на металлообрабатывающих предприятиях при наличии легко доступных щелочей и кислот и технологически является простым. В закалочную среду можно вводить известные антикоррозионные добавки, например нитрит натрия.Закалочная среда используется при следующем соотношении компонентов, 7.:Водно-щелочной акрилонитрилас содержанием сухого вещества О, 1-5,0Серная или солянаяили фосфорнаякислоты (до рНв пределах7,0-0,0) 0,03-4,0Вода ОстальноеП р и м е р 1. К 100 г ПАН в 5 л воды добавляют 100 технического едкого натра, нагревают до кипения и при перемешивании при 98-100 С через 2 ч получают гидролизованный ПАН, содержащий 180 г водорастворимого полимера и его соли (аналиэ по сухому остатку). ,К полученному раствору порциями при перемешивании добавляют 207-ную серную кислоту до значения рН, равного 6,5 (70 г в пересчете на концентрированную серную кислоту). Раствор разбавляют водой до содержания полимера 0,77. (по разности сухого остатка и зольности) и проводят измерение охлаждающей способности и вязкости раствора, а затем закалку стальных иэделий.Результаты анализов и закалки приведены в таблице. Для сравнения приведены данные по закалке тех же деталей в закалочной среде ПКи минеральном масле,Показатели для закалочной среды по примеру Свойства предлагаемому1 1 1 1 звестному Масло 1 2 3 4 5 Концентрация по сухому остатку 164 78 015 12 64 1,0 Вязкость, сСт 2,6 11,1 9 5 105 1 75 О 1 37 5 7,25 7,159,0 7,0 7,15 рН среда 7,5 3 135743П р и м е р 3. 200 г 167-ного раствора ГИПАНсодержанием сухого вещества 32 г разбавляют водой до , концентрации О, 17,добавляют 9,5 г безводной фосфорной кислоты (0,037. от массы раствора) и получают закалочную среду рН 9 (до слабо-розовой окраски по фенолфталеину) и содержанием сухого вещества 0,153, затем проводят закалку изделий. ОПример 4. К 200 гПАНв 5 л воды добавляют 100 г едкого кали, нагревают до кипения и при перемешивании через 3 ч получают раствор гидролиэованного ПАН, содержащий 310 г 15 сухого вещества. К полученному раствору порциями добавляют 70 г 307.-ной соляной кислоты (до значения рН 7,0), разбавляют водой до концентрации 0,87 сухого вещества, проводят анализ среды и закалку изделий.П р и м е р 5. В емкость на 750 л из стали помещают 300 л воды (парового конденсата), 12 кг ПАН и 12 кг едкого натра, нагревают острым паром 25 до 98-100 С и продолжают нагревание 3 ч, при этом емкость закрывают крышкой, а выделяющийся аммиак удаляют вытяжной вентиляцией. По окончании синтеза объем раствора 600 л, к нему добавляют разбавленную серную кислоту, содержащую 8 кг концентрированной серной кислоты, интенсивно перемешивая при этом, получают значение рН 7,15, В растворе содержание сухого остатка 6,47, зольность 3,87. Раствор разбавляют в 2,6 раза и используют для закалки изделий.П р и м е р 6. К 20 г ПАН добавляют 22 г едкого натра и 0,8 л горяО чей воды, ведут гидролиз при 100 С 9 4в течение 1 ч, к полученному раствору, содержащему 42 г сухого вещества (57. от массы раствора), добавляют постепенно в присутствии фенолфталеина 34 г 307.-ной соляной кислоты (43 от массы раствора) до исчезновений розовой окраски, разбавляют в 7 раз и используют для закалки металла.Среднее количество кислоты для нейтрализации щелочи зависит от глубины гидролиза ПАН до карбоксильных групп, достигающей 70-907 Кислота нейтрализует остаток щелочи, не прореагировавший с полимером, и при эквимолярном соотношении щелочи и звеньев акрилонитрила в ПАН берется в количестве 0,2-0,4 моль на 1 моль щелочи. Избыток щелочи, который целесообразно вводить для ускорения гидролиэа, нейтрализуют соответствующим количеством кислоты. На нейтрализацию влияет полнота удаления аммиака из реакционной смеси. Формула изобретения Закалочная среда, содержащая акриловый полимер и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью удешевления среды, она дополнительно содержитсерную или соляную, или фосфорнуюкислоту, а в качестве акрилового полимера - продукт щелочного гидролиза,полиакрилонитрила при следующем соотношении компонентов, мас. :Продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила 0,1-5,0Серная или соляная,или фосфорная кислота 0,03-4,0Вода Остальное. Продолжение таблицы Свойства известному Масло 1 2 3 4 5 45 90 34,5 34,5 23 25 50-52 50 53-56 46-48 56-58 50-52 Нет Нет Нет Иногда Нет Нет Троостомартенсит Редактор Н.Рогулич Заказ 5970/24 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Охлаждающая способность по серебряному шарикудиаметром 20 мм,град/с Твердость, НЕС Наличие трещин Микроструктура Показатели для закалочной среды по примеру предлагаемому1 1 1 1 Крупный Троостомартенситмартен- сит Составитель А.Орешкина Техред И,Попович Корректор Г,Решетник