Способ рекристаллизационного отжигахолоднодеформированных стальныхзаготовок

Союз СоветскимиСоциалистмческмкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 06. 03. 9 (21) 2 733748/22-02с присоединением заявки РЙ(51)М. Кл. С 21 О 1/26 теоудврстееиим комитет СССР в долам изеоретеиий и отерыти 11(72) Авторы изобретения 7 тИнститут общей и неорганической химии АН Украинсзцф ССРи завод "Сибтекстильмаш"Изобретение относится к термической обработке сталей, в частности для целей рекристаллизационного отжига стальных заготовок, подвергаемых холодной деформации.На машиностроительных заводах, где стальные полуфабрикаты подвергают многократной вытяжке, рекристаллизационный отжиг осуществляют в термитб ческих печах с окислительной атмосферой при 600-650 С. Так как поверхоность стали при этом покрывается сло ем прочной окалины, то, с целью получения заготовок с чистой поверхностью их охлаждают и подвергают следующим операциям: обезжириванию в растворе йаОН при 80 оС в течение 15-20 мин промывке холодной и теплой водой, травлению при 60-70 в течениео10-20 мин в растворе кислот (100- 140 г/л Н 504, 15-30 г/л НС 1 и 0,1- 0,3 г/л ингнбитора И-В), промывке холодной и теплой водой 1Однако указанный способ характеризуется низкой производительностью и громоздкостью оборудования. Использование горячих концентрированных растворов кислот приводит к сильному загрязнению атмосферы цеха их парами, наводороживаиию заготовок,Известен способ рекристаллизационного отжига холоднодеформируемой стальной заготовки, например лент, заключающийся в нагреве до 510- 650 С, выдержке и охлаждении, причем отжиг для исключения окисления поверхности стали осуществляют в защитной атмосФере 12.Однако применение защитной атмосферы требует организации на заводе газового хозяйства, сложного обору- дования, обеспечивакщего герметичность печи и создание контролируемой атмосферы с очень нцэким содержанием в ней паров СОд и Н 20. Кроме тогоэтот способ характеризуется большими затратами времени на нагрев40 45 50 55 заготовок и является взрывоопасным,так как связан с использованием горючих газов - Н(:О,Отжиг в контролируемой защитнойатмосфере применяется для металлических лент, проволоки, Для отжигазаготовок сложного профиля реализация способа экономически не выгоднаи технически трудно осуществима.Цель изобретения - сокращениедлительности процесса,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе рекристаллизаци,онного отжига холоднодеформированных стальных заготовок, включающемнагрев до 600-650 С, выдержку ч охолаждение в безокислительной среде,заготовки нагревают в эвтектическомрасплаве хлоридов кальция и натрия,содержащем 0,1-3,0 вес,Е метилсиликата натрия, охлаждают на воздухедо 300-320 С, помещают в эвтектический расплав гидроокисей натрия икалия, содержащий 0,5-1,5 вес.Еферроцианида калия с температурой280-300 С, а охлажденные заготовкиопромывают в воде при 70-80 С,Расплав, содержащий соли хлоридовкальция и натрия при соотношениикомпонентов в смеси, вес. %:СаС 3 65-70; ИаС 1 30-35 с добавкойметилсиликата натрия Ма 510 0,1-3,0,является безокислительной средой.,для нагрева и выдержки в нем при о 00650 С стальных заготовок. Состав хлоридного расплава СаСЕ - ЙаС 1 включает эвтектику или близок к эвтектическому, количество метасиликата в смеси определяется конкретным режимом отжига (температурой отжига, допустимой скоростью охлаждения, маркои стали). В частности, чем ниже скорость охлаждения заготовки после операции обработки в солевой смеси, тем больше в ее состав вводит метасиликата натрия, После выдержки заготовок в расплаве СаС 8 уйаС 1-Иа 510 а их извлекают и охлаждают на воздухе до 300-320 С над поверхностью ванны. При этом расплав частично стекает, а также загустевает, образуя на поверхности заготовок вязкую тугоплавкую пленку и защищая таким образом металл от окисления, При достижении температуры, ниже которой в материале заготовок не протекает нежелательных изменений структуры и термомеханических "войств,5 10 15 20 25 30 их погружают в щелочной расплав следующего состава, зес, 7.; МзОН 40-45; КОН 55-60; К,Се(СМ)63 0,5-1,5, имеющий температуру 280-300 С. Смесь йаОН-КОН близка к эвтектической. Длительность обработки в щелочном расплаве определяется толщиной хлоридно-силикатной пленки на заготовкдх и составляет 0,5-8 мин, указанный щелочной расплав благодаря наличию в нем ферроцианида калия также является безокислительным. Он обеспечивает удаление тугоплавкой пленки хлоридного расплава, тдк как последняя плохо отмывается водой. После обработки в щелочном расплаве и охлаждения заготовок до температуры 180- 200 С их подвергают промывке теплой водой (70-80 о) в течение 15-20 мин.П р и м е р , Используют прямоугольные образцы сталей 1 ОГН и 1110 А (после вытяжки) следующих размеров, мм: 15 х 20; 20 х 30; ЗОХ 45; толщиной 5-10 мм. Отжиг стали 1 ОГН проводят в указанном выше расплаве при 600 Со в течение 90 мин, стали 112 А - при 650 С в течение 20 мин, После иззлечения и охлаждения образцов до температуры 300-320 ни погружаются в расплав Ма ОН-КОН- К 4 ГеСЧ) 1, имеющий температуру 280-30 Г), на 0,5 - 8 мин. Здтем образцы извлекают из щелоч-.ного расплава, охлаждают на воздухедо 180-200 С, промывают теплой(70-80 ) водой в течение 15 мин. раллельно выполняют вторую сериюэпытов, используя для отжига расплавСдСл -11 аС 1, не содержащий метдсиликата натрия. Результаты опытов приводятся в таблице, Они свидетельствуют, что лишь обработка по предлагаемому спо собу обеспечивает получение отожженных образцов с чистой поверхностью. Твердость отожженных обрдзцов составляет 57-62 ед. НРВ, и другие свойства (предел прочности, относительное удлинение) соответствуют требуемым, что проверяют нд отдельных образцах.Преимущества предлагаемого способа рекристаллизационного отжига по сравнению с известным заключается в том, что использование расплавов в качестве среды для нагрева позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на нагрев заготовок,а также несколько уменьшить времяизотермической выдержки, как за счет,этого, так и за счет исключения затрат времени на герметизацию (разгерметизацию) печей с защитной ат"масферой цикл термообработки сокращается в 1,5-2 раза, Кроме того,850686 6способ технически .егко осуществим и применим для псточного производства, так как для его осуществления требуется простое оборудование, а процессы с использованием жидких сред легко подвергаются автоматизации. Способ взрывобезопасен,шло л а ц 1 а ил л л л л лСО ОЭ 1 Ф СО СО - бФЛ й и 1 ц 1 Д и" и" Л Л О О ц и 1 О О Л и 1 и ц 1 .Ф щ щ Ф ц щ .Ф .й б 1ло О О О О О О О О О О0 Сфц О Г 4 С 1 Р 4 СГ СЧ СО С+4 1 а о о о о о о о о о о о О и 1 О и 1 О ц О ц 1 О Л 0рЯб 464:ГХо ол Оэ аО б 42 1й 0Щсб Еа э0 ШО 0