Способ обработки холоднодеформированных стальных заготовок

Х ЮЮ21 Р 1 ГОСУДАРС ПОДЕЛАМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН Мф 38й, А.В. Городыский Дмитрук, В,А. ЖаЮ.В. ПольгуевПопелюх,Дрокин, Н.Г. Дав и В.Г, Вербицкийи неорганичес- Научно-производе "АНИТИМ"ьмаш" 8)ский процесс тстальных деталтекстильмаш",0,3-1, 2 и др. Производеталлургия",2,8-44,7 тельство СССР1/26, 1979. ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТЮ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Институт общейкой химии АН УССР,ственное объединении Завод "Сибтекстил(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ХОЛОДНО- ДЕФОРМИРОВАННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК, включающий рекристаллизационный безокислительный отжиг при 600-650 С в эвтектическом расплаве солей, содержащем хлористый натрий и метасиликат натрия, и промывку в горячей воде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, отжиг производят. в расплаве, дополнительно содержащем хлористый калий и карбонат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.й:Хлористыйкалий . 30-41 Хлористыйнатрий 20-30МетасиликатнатрияКарбонатнатрия 31118Изобретение относится к термической обработке сталей, в частностик рекристаллизационному отжигу сталь. -ных заготовок, подвергаемых холодной деформации.На машиностроительных заводах,где стальные полуфабрикаты подвергают многократной вытяжке, рекристаллизационный отжиг осуществляют с окислительной атмосферой при 600-650 С 13.ООднако поверхность стали при этом"покрывается слоем прочной окалины,удаление которой в горячих концентрированных растворах кислот приводит кнаводораживанию заготовок, загрязнению цеха вредными парами. Кроме того, этот способ характеризуетсянизкой производительностью и громоздкостью оборудования.Известен способ рекристаллизационного отжига холоднодеформированнойстальной заготовки в защитной атмосфере 21.Однако .способ требует организациигазовогохозяйства, сложного оборудования, отличается большой длительностью,Наиболееблизким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпоооб обработки холоднодеформиро 30анных стальных заготовок, включающийбезокислительный рекристаллизационныйотжиг при 600-650 С в эвтектическомрасплаве хлоридов кальция и натрияс добавкой метасиликата натрия,выдержку в процессе охлаждения при280-300 С в эвтектическом расплавебщелочей с добавкой ферроцианида калияи промывку в горячей воде Г 33,Недостаток известного способазаключается в том, что при извлечении заготовок из ванны с расплавомсолей образующаяся на их поверхностихлоридйо-силикатная пленка, предохраняющая металл от окисления на возду,хе, трудно отмывается в горячейводе. Поэтому необходима вторая ваннас расплавом МаОН-КОН-К+ Ге(СМ)ь.при 280-300 С, в которой обеспечивается удаление хлоридно-силикатнойпленки. Это усложняет процесс обработки.Целью изобретения является упрощение процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу обработкихолоднодеформированных стальных заготовок, включающему рекристаллизационный безокислительный отжиг при694 1о600-650 С в эвтектическом расплавесолей, содержащем хлористый натрийи метасиликат натрия, и промывкув горячей воде, отжиг производят врасплаве, дополнительно содержащемхлористый калий и карбонат натрия,при следувщем соотношении компонентов, мас,Х:Хлористыйкалий 30-41Хлористыйнатрий 20-30Иетасиликат 45 21 24 27 48 31 34 34 5 50 33 34 Ма ЗОз 1 11 натрия 0,3 -1,2Карбонатнатрия 32,8-44,7Образующаяся на поверхности заготовок при извлечении их .из расплаваКС 1-МаС 1-Ма СО -Ма 810 солевая плен 2 3 2 3ка быстро отвердевает и защищаетсталь от окисления на воздухе. Вто же время наличие в расплаве хло-ристого калия и карбоната натрия,а также уменьшенное содержание силиката обеспечивает хорошее растворение солей пленки в горячей (7080 С) воде. В связи с этим отпадаетнеобходимость применения щелочногорасплава.Таким образом, в отличие от солевой композиции (СаС 1-МаС 1)Ма ЯО, которая очень трудно отмывается.водой с поверхности заготовок, пленка отвердевшего расплаваКС 1-МаС 1-Ма СО -Ма Я 09 отмываетсяс поверхности стали горячей водойв течение 10-20 мин,. Это достигаетсякак за счет свойств самой солевойкомпозиции, т.е, более легкого еерастворения, так и за счет значительного уменьшения примерно вдвое)толщины образуемой пленки,Концентрационные пределы солей врасплаве установлены опытным путеми обусловлены в основном изменениемплавкости и вязкости расплава. Предлагаемые составы. расплава плавятсяпри 565-580 С. С превышением предельного содержания хлоридов резка повышается температура плавления расплава, его вязкость,Так, расплавы следующих составов,мас.3:КС 1МаС 13 111плавятся при 600-610 С. Поскольку.рекристаллизационный отжиг спецста-,лей, например 10 ГН и 11 ЮА, осуществляют при 600-650 С, то расплавыприведенного состава для этого процесса непригОдны (их рабочая температура 650-700 С, т.е выше температу 6ры операции. отжига),Метасиликат натрия в предлагаемом расплаве выполняет ту же функцию,10что и в известном составе расплава,Однако нижний предел его выше, аверхний ниже, чем.в расплаве СаС 1ИаС 1-ИайО , Для обеспечения безокислительного отжига. в хлоридно-кар бонатном расплаве достаточно 0,31,2 Х Ма Я 10 . Увеличение содержаниясиликата свыше 1,2 Е лишь удлиняетотмывку солевой пленки, уменьшениеего концентрации ниже 0,37 не обеспе чивает качественного безокислительного отжига: на поверхности стали появляется тонкая пленка окислов. Примеры осуществления рекристалли.25 зационного отжига спецсталей в предлагаемом расплаве приведены в табл. 1.В опытах 1-4, 7 и 8 использовали образць 1 из стали 1 ЮА, в опытах 5 и 6 - образцы из стали 10 ГН. Дли 30 тельность выдержки образцов в расплаве из стали 11 ЮА 20 мин, из стали 10 ГН 90.мин. После извлечения из расплава образцы охлаждались на воздухе до 250-300 фС, а затем подвергались промывке горячей (70 С) водой в течение 10-20 мин, Контроль завершения отмывки выполняли визуально, а также с помощью химического анализа на хлорид. При осуществлении рекристаллизационного отжига в рас 40 плаве КС 1-ИаС 1-Ма СО -Иа ЯО в пре 3 2 3 делах предлагаемых концентраций компонентов поверхность стали после охлаждения и отмывки светлая, без окалины. При увеличенном содержании силиката наблюдается некачественная. аумывка солей, при уменьшенном -8694 4окисление поверхности (табл. 1, примеры 7 и 8).Вязкость предлагаемого расплавагораздо ниже, чем известно, поэтомувынос солей с заготовками уменьшается примерно вдвоеВ табл. 2 приводятся конкретные данные цо выносу солей в наиболее легкоплавком составепредлагаемого расплава (содержащем,мас,й: КС 1 35,4; ИаС 1 27, ИаЯ 10 0,6,Иа СО 37,0, и в известном содержащем, мас.7: СаС 1 66, ИаС 32,5,Иа,ЯхО 1,5. Хотя толщина образуемойжидкой пленки расплава КС 1-ИаС 1- Иа 2 СО-Иа Я 10 з на заготовках вдвоеменьше, чем в случае расплава(СаС 1-ИаС 1) 6-Ма ЯО однако отвердевание ее происходит быстрее. Этосвязано с меньшим перегревом предлагаемого расплава выше температурыплавления. Так, температура плавления известного расплава 505 С, предлагаемого 565-580 С.Таким образом, для отвердеванияпленки предлагаемого, расплава отожженные заготовки следует охладитьна 20-35 С для отвердеваниа пленкиизвестного расплава на 95-145 С.При одной и той же заданной скорости охлаждения пленка предлагаемого расплава отвердевает быстрееи исключает диффузию кислорода к поверхности стали.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа обработки,заключающаяся в упрощении процесса,определяется исключением иэ техпроцесса щелочного расплава для отмывки солевой пленки на заготовках,сокращением длительности технологического цикла на 8-15 мин, удешевлением расплава (КС 1 и Иа СО, дешевле СаС 1), а также уменьшением удельного выноса солей в 2 разаРасплав может быть внедрен намашиностроительных заводах., осущест"вляющих обработку., свертку, вытяжкузаготовок путем холодной деформации.Вес образца, г после извлечения послеотмывки в отдельном опыте среднее значение из расплава. ф 0,92 201,839 176,116 0,98 0,8 1,03 0,68 600 1,00 0,71 186,963 192,856 600 0,78 0,75 0,8 650 0,77 0,73 184,492 650 О, 71 0,83 186,466 2 41 24 3 36 20 4 36 30 5 35,5 27 Прототип 600 650 187,055 201, 104 175,415 186,253 192,256 183,930 650 20 650 10 650 20 600 15 600 15 650 10 Таблица 1 Состояние поверхности стали послеобработки в расплаве и отмывки Чистая, светлая,без остатков солей Отливка от солейполная, цвет поверхности темный, неравномерный Отмывка от солейнеполная Таблица 2после влете в отдел ном опыт енне ава 197 0 0 97,600 201,3 201,7 О О,6 0,4 25,3 197,318 0 0,3 7,5 650 . 133,54465049,844рректор В.Снн акаэ 7378/ Филиал ППП "Патент", г. Уагород ул, .Проектная Предлагаемыйлегкоплавкий 600 650 Тиран 539 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская