Среда для закалки сталей

(51) 4 С 21 0 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О 54) СРЕДА Д)И ЗАКАЛКИ СТАЛЕЙ57) Изобретение относится к обла лургии,м, испол сре бот углероди й, Целью рение тех й закалоч содержитзможлочная ологи ой ср ских ы. 3 одный раствор сополовой кислоты и акр и а мет акр ова,ов,рилонитрила с соотношением звеньевмономеров в сополимере (90: 10)(50:50) по массе соответственно иконцентрацией О, 1-10,0 мас, %, Использование данной среды позволяетрасширить номеклатуру марок углеродистых и легированных сталей (ст. 45, ф65 Г, У 10, 40 Х, 7 ХЗ, ХВГ) и деталейсложной формы прн получении высокихмеханических свойств, а также повы- Ссить стабильность и уменьшить потериполимера при закалке. 5 табл. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ярославский моторный завод,Ярославский политехнический институти Научно-исследовательский институтмонометров синтетического каучука(56) Авторское свидетельство СССРУ 469758, кл. С 21 0 1/56, 1971.Авторское свидетельство СССРВ 775146, кл. С 21 П 1/60, 1975. нкретнее к закалочнымуемым при термообратых и легированныхзобретения является03 129 ббИзобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, используемым при термообработке углеродистых и легированных сталей. 5Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды.Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет)акриловой 10 кислоты с акрилонитрилом концентрацией 0,1-10 мас,ХИзобретение осуществляется следующим образом.Описываемая среда исследовалась по закаливаемости, прокаливаемости и влиянию на трещинообразование, а также по сохранению закалочнык свойств в процессе ее эксплуатации.Полученные данные сравнивались с результатами аналогичных исследований известной эакалочной среды, представляющей со. бой водный раствор полимера: гипана (гидролизованный полиакриламид),Использование сополимера (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила с соотношением звеньев мономеров в сополимере (90;10)-(50:50) по массе соответственно и концентрации О, 1- 10 мас. Х в водном растворе закалочной среды позволяет получить эакалочную среду с охлаждающими свойствами, обеспечивающими закалку широкой номенклатуры углеродистых и легированных сталей погружением в ванну и 35 душем, а также резко уменьшить потери полимера из-за выноса его на обрабатываемых деталях.Сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом представляет собой . 40 водорастворимый продукт, который полу чают радикальной сополимеризацией указанных мономеров. Для получения растворов повышенных концентраций растворение ведут в щелочной среде. 45Предел соотношения звеньев мономеров (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила (50;50) по массе обусловлен тем, что сополимер с содержанием звеньев акрилонитрила более 50 мас,Х 50 нерастворим в воде. При содержании звеньев мономера (мет)акриловой кислоты более 90 мас.Х по отношению к мономеру акрилонитрила резко ухудшаются охлаждающие свойства эакалочной среды при закалке погружением в ванну (увеличивается скорость охлаждения в области температур мартенситного превращениясталей),Раствор сополимера с концентрацией0,1-10,0 мас,Х и при соотношениизвеньев мономеров в сополимере от90;10 до 50;50 позволяет регулироватьскорость охлаждения в широких пределах и испольэовать закалочную средудля закалки легированных и углеродистых сталей как при индукционной поверхностной закалке, так и при объемной закалке погружением в ванну.При концентрации раствора сополимера менее О, 1 мас.Х охлаждающиесвойства закалочной среды близки кводе, что вызывает усиленное трещинообраэование, особенно деталей сложной формы. Использование предлагаемой закалочной среды с концентрациейсополимера более 10 мас.Х нецелесообразно вследствие высокой вязкостираствора, что недопустимо снижаетскорости охлаждения не только припогружении в ванну, но и прн душевомохлаждении.Исследуемые закалочные среды представлены в табл. 1,Среды составов 1, 2, 3 и 9 испытывались при закалке углеродистыхсталей погружением в ванну, Результаты испьгганий приведены в табл. 2.Среды составов 3, 4, 5, 9 и 10испытывались при закалке легированныхсталей погружением в ванну, Результаты йспытаний приведены в табл, 3.Среды составов 4, 8 и 9 испытывались при поверхностной закалке деталей сложной формы иэ углеродистойстали с охлаждением душем, Результаты испьгганий приведены в табл. 4.Среды составов 5, 6, 7, 8 и 10испытывались при поверхностной закалке деталей сложной Формы из легированной стали с охлаждением душем.Результаты испьгганий приведены втабл. 5,Сохранение постоянной концентрации эакалочных растворов предлагаемой среды в процессе закалки обусловливается быстрым растворением сополимера в воде в конце процесса закалки, что в значительной мере сокращаетего вынос из раствора.Как видно, из табл. 2, 3, 4 и 5,предлагаемая закалочная среда обеспечивает качественную требуемую объемную и поверхностную закалку широкойноменклатуры углероднстьж и легиро1296603 4нт- среды 7-9); способностью растворять ч- водорастворимые низкомолекулярныедобавки (например, этилен, диэтиленгликоль, глицерин и др.), которыемогут повысить стабильность технолоа гических процессов закалки; нетоксич- ностью Таблица 1 Исследуемая закалочная среда Показатель 3 4 5 6 7 9 10 Раствор сополимераТвердость Твердостьповерхности сердцевины Марка стали Среда 53-60 54"57 Есть 45 30 Нет ванных сталей при стабильной конце рации закалочных растворов с разли ной концентрацией.Расширение технологических возможностей описываемой закалочной среды заключается в увеличении числ марок углеродистых и легированных сталей (ст. 45, 655, У 10, ЧОХ, 7 ХЗ, ХВГ), а также деталей сложной формы (распределительный вал, венец маховика), на которых получены высокие механические свойства,и отсутствуют трещины в сравнении с известной закалочной средой.Предлагаемая закалочная среда ха" 15 рактеризуется относительно низкой электропроводностью, что обеспечивает надежную работу высокочастотных закапьчных установок; химической нейтральностью по отношению к обрабаты ваемым деталям и оборудованию (рН Формула изобретения Среда для закалки сталей, включающая водный раствор полимера, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических воз. можностей, в качестве полимера она содержит сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом с соотноше" нием мономерных звеньев (90: 10) (50:50) по массе соответственно и с концентрацией сополимера О, 1 10,0 мас.й.1296603 Продолжение табл.2 Среда 10-15 10 Нет 65 Г 64-66 У 10 64-66 Нет Нет П р и м е ч а н и е. Образцы Ф 25 мм, 1 = 50 ммТаблица 3 Среда Нет 57 40 Х 20 Нет 40 Х Нет 55 Есть 7 ХЗ Есть 7 ХЗ Нет 53 Есть 60-63 Есть 54 60-62 ХВГ П р и м е ч а н и е. Образцы25 мм, 1 = 50 мм 9 (известная) 9 (известная) 9 (известная) 10 (известная) 9 (известная) 10 (известная) Марка стали Марка стали Твердостьповерхности Твердость по- верхности 25-27 58-59 60-61 61-64 Твердость сердцевины Твердостьсердцевины Образование трещин.Среда 60 ХФШ, вал коленчатыйЯМЗ(беговые дорожки , 64"65 с буртами) Нет 8 (известная) 60 ХФШ вал коленчатый Есть 10 (нзвестная) 60 ХФШ вал коленчатый Есть 62-64 Нет 59"62Пятнистая за- калка Нет 8 (известная) 7 ХЗ, образец ф 25 мм,= 50 мм 60-61 Есть 10 (известная) 7 ХЗ, образец ф 25 мм,8 = 50 мм58-61 Есть ТВКЯИПК Заказ 720/30 Тираж 550 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8 (известная) 9 (известная) 8 (известная) 9 (известная) Ст. 45, вал распределительный Ст. 45, вал распределительный Ст. 45, вал распределительный Ст. 45, венец махо- вика Ст. 45, венец маховика Ст. 45, венец махо- вика 7 ХЗ, образец ф 25 мм,= 50 мм 7 ХЗ, образец ф 25 мм,= 50 мм Твердостьповерхности 63-65 58-65 Образование трещин