Среда для закалки сталей

(51)5 С 21 О 1 И ОБ Т К ПАТЕНТУ 21) 4947019/02 22) 20.06.91 46) 07.03.93. Бюл (71) Производств аш" им,Д.Ф, Уст (72) В.П. Степано (73) Частное пред (56) 1. Авторское йв 1157084, кл, С в и В.Я. Баранцевприятие "МАГсвидетельство ССС21 О 1/60, 1983. и, еили ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СРЕДА ДЛЯ ЗАКАЛКИ СТАЛЕИ Изобретение относится к металлургиа именно к закалочным средам, использумым при термообработке сталей,Цель изобретения - создание в процессе термообработки антикоррозионной износостойкой пленки, на поверхностизакаливаемых изделий,Указанная цель достигается тем, что всреде для закалки сталей, содержащей органические соединения, соединения фосфорной кислоты, ингибитор коррозии иводу, согласно изобретению в качестве органических соединений взят полимер(мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом,в качестве ингибитора коррозии - бихроматы или хроматы либо калия, либо натрия,либо аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.о(,:Сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом 0,5-5,0Хромат или бихромат калия, натрияаммония 1,0 - 3,0Соли фосфорнойкислоты 1,0-6,0Вода ОстальноеДля проверки свойств состава предлагаемой.закалочной среды изготовили и ис(57) Сущность изобретения: закалочная среда содержит 0,5 - 5,0 мас,)ь сополимера (мет)акриловой кислоты с акрлонитрилом, 1,0-3,0 мас.о, хроматов или бихроматов либо калия, либо натрия, либо аммония, 1,0- 6,0 мас.ф соединений фосфорной кислоты, остальное вода. Использование данного состава при закалке обеспечивает качественную термообработку с получением износостойкой антикоррозионной пленки, 2 табл,пытали в лабораторно-производственныхусловиях 10 составов закалочных сред, содержащих сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом (УЗСП) ТУ38.403192-86, бихромат калия (К 2 Сг 207), соединения фосфорной кислоты в виде концентрата фосфатирования (КФА) ТУ113-08-581-86.В табл, 1 приведены составы эакалочных сред и результаты определения толщины и состояния пленочного покрытия,В табл. 2 приведены характеристики механических свойств образцов сталей и пленочного покрытия после термообработки впредложенной закалочной среде и в средеУЗСП.Для проведения экспериментальныхработ использовались образцы из сталеймарок 35,45-30 ХРА диаметром 10 мм, длиной 20 мм, Режим термообработки выбранследующим: для стали 35,45 - нагрев образцов под закалку 860 С, выдержка 10-15 мин,охлаждение в закалочной среде (т=2060 С), отпуск 480 С 1 ч; для стали ЗОХРА -нагрев под закалку 820+20 С, охлаждение вэакалочной среде (1=20-60 С), отпУск240 С 1 ч,Контроль кипроизводили в 2 -качества защитной плен соответствии с ГОСТ 9.30Состав КФА, мас,% Маркастали Ингибитор корМеханические свойстстой- кость розии, мэс.% ки, мкм крытия ва п, МПа 2,5 Точечное Не 870-940 0,7 1,5 35 1,5 удовл, УдовСплош 12.2 870-940 1,0 1,5 35 1,5 ное летв. 88 и ОСТ ВЗ - 9026-87 по следующим параметрам: внешний вид пленки, защитныесвойства и сплошность,Контроль внешнего вида покрытия основан на выявлении дефектов покрытия 5внешним осмотром. Контроль защитныхсвойств покрытия деталей производилсяметодом полного погружения их в 3%-ныйраствор хлористого натрия, На 1 см поверхности контролируемой детали должно приходиться не менее 20 см раствора, Дляиспытания берут не менее трех деталей, Детали выдерживались в растворе повареннойсоли при с=18 - 25 С в течение 6 ч, послечего были осмотрены невооруженным глазом, Одновременно с деталями по предложенному способу получения защитнойпленки в раствор помещали детали с фосфатным покрытием,Контроль сплошности покрытия производился путем погружения тщательно обезжиренных в бензине деталей в 3%-ныйраствор медного купороса на 0,5 мин, послечего детали промывались и осматривалисьневооруженным глазом, Покрытие считалось выдержавшим испытания, если послевоздействия медного купороса на детали необнаруживалась медь,Изделия подвергались металлографическому анализу на микроскопе МИМна нетравленных микрошлифах, Толщину имикротвердость покрытия измеряли на приборе ПМТ. Износостойкость пленки проверяли при помощи пескоструйногоаппарата, на плоскости контролируемого 35образца площадью 400 мм .Как видно из табл. 1 и 2, составы 1,6,18не обеспечивают сплошного покрытия,(КФА0,7 мас.%, КСг 20 т 0,8 мас.%). Составы 5 и 17 (КФА7 мас,%) дает слишком 40рыхлую и хрупкую пленку, Составы 9,10 и 11равноценны, следовательно, не имеет смысла увеличивать содержание ингибитора,Наиболее оптимальное соотношениекомпонентов в составах 2,3,4,7,8,9,13.14,15. 45 При этом образуется сплошная пленка толщиной 12 - 31 мкм,Механические свойства деталей после термообработки в предложенной среде удовлетворяют требованиям ГОСТ 1050 - 74 (Ов =870 - 940 МПа),Таким образом, среды составов 2,3,4,7,8,9,13,14,15 обеспечивают качественную термообработку с получением износостойкой антикоррозионной пленки, по своим защитным свойствам сопоставимой с фосфатным покрытием, полученным химическим способом. Полученная антикоррозионная пленка образована из компонентов органического и неорганического происхождения, Она содержит стойкие фосфатоорганические соединения, прочно сцепленные с основой, По сравнению с антикоррозионной оксинитридной пленкой, полученной по авт. св. М 180390, она более износостойка и прочна.Формула изобретения Среда для закалки сталей, содержащая органическое соединение, соединения фосфорной кислоты, ингибитор коррозии и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью создания антикоррозионной износостойкой пленки на поверхности зэкаливаемых изделий, в качестве органического соединения она содержит сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом, а в качестве ингибитора коррозии-бихроматы или хроматы либо калия, либо натрия, либо аммония при следующем соотношении компонентов, мас,%: Сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом 0,5-5,0 Бихроматы или хроматылибо калия, либо натрия,либо аммония 1,0-3,0 Соединения фосфорнойкислоты 1,0-6,0 Вода ОстальноеТэблица 1 Толщи- Состоя- Коррозина плен- ние по- онная1801131 Таблица 2 10 15 20 25 30 Составитель В, СтепановТехред М,Моргентал Корректор И, Шулла Редактор Л, Волкова Заказ 1186 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101