Закалочная среда

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а) С 21 П 1/60 ЗОБРЕТЕНИ Фа СТВУ оль иль ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕДООМЪ ИДЕП(56) 1. Авторское свидетельство СССР:У 598946, кл. С 21 В 1/60. 1976.2 Авторское свидетельство СССРЯф 76883.1, кп. С 21 Р 1/60, 1977.(54)(57) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА преимущественно для спрейерного охлаждения 8 О, 11 7084 А содержащая эмульсол, натриевую с и воду о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повывения стаб ности состава, исключения образования мягких пятен на поверхности закалнваемцх изделий и снижения трещннообразования, она дополнительно содержит гексаметклентетрамин, а в качестве натриевой соли - тринатрийфосфат при следующем соотноюении компонентов, мас Л:ФЭмульсол 3,0-7,0 Гексаметнлентетрамин 1,0-2,0 Тринатрийфосфат 1.,0-2,0 Вода Остальное084 3 1157Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к термической обработке металла,. н можетбыть использовано для закалки изделий из углеродистой и легированноймарок стали при спрейерном охлажде.нинеИзвестна закалочная среда 11.,грименяемая для закалки изделийтоками высокой частоты, представляющая собой водный раствор, содержащий, мас.Ж:Триэтаноламян 0,2-0,45Аэотнокислый натрий 0,64-1,05Уротропин 0,1-0,3Вода ОстальноеНедостатком этой закалочной среды является высокая скорость охлаждения в мартенситиом интервале,что вызывает резссое увеличениенапряжений, приводящие к образованиюзакалочньис трещин и повышенныс деформаций в обрабатываемых изделиях. 25Наиболее близкой по техническойсущности к предлагаемой являетсязакалочная среда с.2 , содержащая,мас.ХсНитрит30натрия 0,5-1,0Углекислыйкалий 1,0-1,5Эмульсол 40-5,0Вода Остальное35Известная, закалочная среда используется для спрейерной закалкиизделий и обеспечивает пониженныедеформации и снижает коробленне иэделий 23.Недостатком известной эакалочнойсреды является нестабильность состава за счет выпадения в .осадок угле-.кислого калия, повышающая возможность-образования мягких пятен45и трещинообразования на поверхностиэакаливаемых изделий,Цель изобретения - повышение стабильности состава в процессе эксплу"атации, исключение образования мягких пятен на поверхности закаливаемыс изделий, снижение трещинообраэования. Поставленная цель достигаетсятем, что закалочная среда, преимущественно для спрейерного охнаждения,содержащая эмупьсол, натриевую сольи воду, дополнительно содержит гексаметилеитетрамин, а в качестве натрневой соли - трннатрийфосфат при следующем соотношении компонентов мас 7Змульсол 3,0-7,0Гексаметнлентетрамин 1,0-2,0Тринатрийфосфат 1,0-2,0Вода ОстальноеДля проверки свойств состава предлагаемой эакалочной среды и сравнения их со свойствами известной изготавливают и испытывают в лабораторно-производственных условиях шесть составов (готовят по известной методике) закалочных сред,В табл. 1 приведены составы известной и предлагаемой эакалочных сред, В табл. 2 приведены результаты испытаний известкой и предлагае-мой эакалочных сред. Стабильность состава эакалочной среды проверяется количественным определением процентного содержания выделившегося масла по методике (ГОСТ 6243-75), внешнему виду на осаждеиие и расслоение компонентов, по изменению цвета раствора через интервалы времени 3 24 и 100 ч.Закаливающая способность определяется по средней скорости охлажде ния нагретого медного шарика Фа 30 мм с зачеканенной хромельалюмелевой термопарой в интервалах температур,перлнтного (660-550 С)и мартенситного (330-220 сС) превращений и твердости на обраэцахф=10-30 мм по поверхности и сердцевине (поперечного сечения) после закалки с температур 820 С и выдержки 1 ч.Склонность к трещннообраэованию проверяется на образцах с искусствен" ными концентраторами напряжений в виде квадратной канавки с углами-над-, резами и отверстием, служащим для подвески образцов, которое также является концентратором напряжений, закаленных в указанной среде. После закалки образцы подвергают глубокому горячему травлению в 503-ном растворе соляной кислоты и осматривают визуально на наличие трещин.На испытание готовят образцы по существующей методике из стали марок ст. 4 и ст. 40 Х по 10 шт. на каждое испытание, из которыс выводят среднее значение.предохраняет закалочную среду отразложения.Закалочная среда, содержащая укаэанные компоненты менее принятогопроцента (среда 1), имеет высокуюскорость охлаждения как в перлитном,так и в мартенситном интервалахтемператур, что способствует образованию трещин (из десяти обоазиовст. 45 на двух и ст. 40.Х на четырехобразцах имеются трещины), Стабильность состава в пределах допустимого через 100 ч выделяется до 1,03масла из среды на поверхностьЗакалочная среда, содержащаяпредлагаемые компоненты более принятого процента (среда 5), имеет довольно низкую скорость охлажденияв перлитном интервале температур,что приводит к некоторому понижениютвердости. Закалочная среда через100 ч частично расслаивается и наповерхности ее появляется маслодо ЗХ. Внешний вид раствора не меняется, постоянно остается белогоцвете,Состав известной закалочиой средыне стабилен, после 3 ч и более выце"ляется на поверхности слой масладо 1003. Цвет постепенно меняетсяот белого до темно-желтого. В осадке углекислый калий. В связи с нарушением стабильности состава происходит деформация обрабатываемых изделий и появление трещин, особеннона иэделиях из легированных сталей. Скорость охлаждения этой среды низкая, особенно в интервале перлитного превращения, что приводит к появлению на изделиях мягких пятен.Таким образом, применение предлагаемой закалочной среды в указанных пределах (среды 2-4) обеспечивает высокую эакаливающую способность, т.е. скорость охлаждения в герлитиом интервале температур (660-550 С) з 115708По результатам испытаний установlлено, что наиболее оптимальныепоказатели по стабильности и закаливающей способности получены взакалочных средах 2-4. %Эмульсол, введенный в состав за-,калочный среды, представляет собойсмесь минеральных масел И 20, дистиллятного 20, галлового масла итриэтаноламина. Наличке его в составе закалочной среды в пределах3,0-. 7,07 образует водную эмульсиюдиспергированных капель масла углеводородного состава, вследствие чегоснижается скорость охлаждения как в 3перлитном, так и в мартенситноминтервале по сравнению с закалкойв воде.Введение.в состав закалочнойсреды 1,0-2,0 Х тринатрнйфасфата, з 0представляющего собой легко растворимую в воде натриевую соль фосфорной кислоты (БазРО), оказываетумягчающее действие, устраняет жесткость воды и способствует образова знию стойких водорастворимых комплексов минеральных и дистиллятных масел, введенных в состав в видезмульсола. При этом происходитуменьшение размеров диспергированных З 0частиц масла, повышение стабильности состава в процессе эксплуатации.Введение в состав закалочнойсреды, содержащей эмульсол в количестве 3,0"7,07 гексаметилентетрамина, "вещества с полициклической структурой (СН ) Я ) в количестве 1,0-2,03оказывает положительное влияниена условия охлаждения деталей засчет образования полимерных комплексов, устойчивых при высоких темпе 40ратурах и распадающихся при низкихтемпературах охлаждения, вследствиечего достигается высокая равномерность скорости охлаждения во всехтемпературных интервалах, что обеспечивает понижение уровня напряжений, деформаций. Снижается склонностьк трещинообразованию и стабилизируется твердость по всему сечениюобрабатываемых изделий.50 выше, чем в известной на 37- 673, а. в мартенситном (330-220 С) - на 31-. 613.Следует отметить высокую равномерность скоростей охлаждения, вГексаметилентетрамин, являясь ингибитором, одновременно способствует предохранению поверхности эака- И ливаемого изделия от коррозии, ЯвляГясь антисептиком, гексаметилентетрамин в комплексе с тринатрийфосфатомсвязи с чем трещин на обрабатываемыхобразцах и деталях при закалке вуказанных средах не наблюдается.Твердость, приобретенная сталью,в результате закалки в предлагаемой среде выше НКС на 3-10 единиц НКСво всех вариантах,1157084 Закалочная среда сохраняет стабильность состава:,т.е. постоянство его по концентрации в период всего испытанйя, отсутствуют осадок и вьде. Таблица.1 Содержание, мас,Х, в. среде Предлагаемая1 1 1 1 Известная 1 2 3 4 7,0 8,0 3,0 4,5 5,0 2,0 Змульсол Гринатрийфосфат 2,0 1,0 1,5 0,5 Азотнокислый натрий 1,0 Углекислыйнатрий 1,5 Гексамети- лентетрамин 10 . 15 .20 25 0,5 Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное Остальное ОстальВода ное Таблица 2 йКомпонентысоставазакалочнойсреды Свойствазакалочнойсреды Количествовыцелившегося масла, 3, через, ч Внешний видрастворачерез, ч : ления масла на поверхности. Средане агрессивна по отношению к охлаждаемым"деталям;, безвредна в эксплуатации,не содержитдефицитных материалов.1157084 астворы однородные, белый цветразложения н масл вет растора белый 4 о ке,к 6 550-660 5 8 8 220-3 вердостьКС 5 по повеностипо серд 0-50 40-58 34-52 59-6258-61 55-57 5050-55 48-53 , 47-51 4540-4 е. Х-61 566 н 52-58 49-54 48-53 47-52 . 47 сердвине Трещинообра,зовани а 4 обазцаэ 10 ст40 Х Средняя скорость ох-.лаздения30 мм. медного шариНа 2 образцаиз 10трещины Закаливающая способно Пподолвенне табл 2 Расслоениераствора,цвет изменился дожелтого(мягк пятна 35-50 На 2 орезцаиз 10трещин Ва 5 об разцов из 10