Закалочная среда

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК З 1/6 ч ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 0,3-0, 5 тальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Каьское обьединение по производству. большегрузных автомобилей(5 б) Шмыков А. А, Справочник термиста. Мащгиэ, 1952, с. 131-132,2. Авторское свидетельство СССРИ 456839, кл. С 21 Э1/60, 1973.3, Авторское свидетельство СССРИ 469578, кл. С 212 1/60, 1971,4, Авторское свидетельство СССР% 541875, С 21 Э 1/60, 1975.5, Авторское свидетельство СССР% 724581, кл. С 21 3) 1/60, 1978,(54)(56) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду, воцорастворимый полимер и мо О, 1016377 А енеральную соль, о т,л и ч а ю ш а я с ятем, что, с целью исключения трещинообраэования изделий при закалке и повышения срока службы, она цополнительно содержит триэтаноламин, бутиловый.спирт,касторовое масло и кремнийорганическийпеногаситель, в качестве водорастворимого полимера-полигликолевый эфир цитретичаной бутилкарболовой кислоты, а в качествеминеральной сопи-натрий азотистокислыйи калий бенэойнокислый при следующемсоотношении компонентов, мас. %,Полигликопевый эфирдитретичной бутилкарболовойкислоты 25, 0-50Изобретение относится к эакалочнымсредам, применяемым при термическойобработке,В качестве заквлочных среа при термической обработке стали наиболее широко 5используют воду и минеральные масла Ы,Известна закалочная среаа, содержайая воду с добавками триэтаноламина инатрия азотистокислого, ввоаимых аля,уменьшения склонности к коррозии 2.При закалке стали в воде наблюдается высокая прокадиввемость и склонностьк трещинообразованию иэ-ва больших скоростей (, 700 Сс) охлаждения в области температур мартенситного превра 15щения.При закалке в масле из-за низких скоростей (30 С/с охлаждения в этойже области температур трешинообрвзования нет. Оанако скорость охлаждения вмасле недостаточна аля получения высокойпрокадиваемости иэаелий, Необхоаимотакже отметить высокую пожароопасностьмасла.Известны также звквлочные среаы25на.воаной основе с различными аобавками, которые позволяют изменять скоростьохлаждения. Такими добавками, напримерюляются полиакриламиа и оксиэтилироввнная целлюлоза 3 1 и 4. 30Однако целлюлоза поаверженв значитедьной термо- и механоаеструкции, а применение жиакости с полиакриламиаом выэы Фвает быстрый выход из строя оборуаования, так квк после испарения воаы на 35нем остается полиакриламиа, обладающийвысокой твердостью,Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является закалочнаясреда, соаержвшвя воду, воаорастворимый 40полимер - неполную железную соль полиакриловой кислоты, минеральную соль -хлористый натрий и едкий натрий при опре"деленном соотношении компонентов5.Недостаток известной среаы заключается в том, что она не преаотврашаеттрещинообразоввния при закалке изделийса формы из легированных сталейи имеет небольшой срок сдуты в связис изменением свойств в процессе эксплу атации,Белью изобретения является исключе.ние трещинообразования изаелий при закал.е и повышение срока службы.Для достижения указанной цели в эака 55лочную среау, соаержвщую воау, воаорастворимый полимер и минеральную соль, аополнительно вводят триэтаноламин, бутиловый спирт, касторовое маслЬ и кремнийорганический пеногаситель, в качестве воаорастворимого полимера - полигликолевый эфир аитретичной бутилкарболовой кисло-. ю ты, а в качестве минеральной соли - нач рий азотистокислый и калий бенэойнокислый при слеаующем соотношении компонен тсв, мас. %;Полигликолевый эфираитретичной бутилкарболовой кислоты 25,0-50,0Натрий азотистокислый 7, 5-13,0Калий бензойнокислый 0,5-1,5Триэтаноламин 2,0-4,0Бутиловый спирт 0,09-0, 155Масло касторовое О, 005-0, 009К ремни йорганическийпеногаситель 0,3-0,5Вода ОстальноеПрименение закалочной среды такого состава позволяет регулировать скорость охлажаения в областях температур мартен ситного и перлитного превращений. Это регулирование достигается изменением устойчивости ( толщины) пленки полимера, образующейся на поверхности заквливаемых изделий. Толщина этой пленки нахоаим ся в прямой зависимости от содержания в растворе полигликодевого эфира аитретичной бутилкарболовой кислоты. При тем пературе охлажцвемого изаелия ниже 60 С эта пленка полностью растворяется.Введение в закалочную среду триэтанолФ амина, аэотистокисдого натриякалия бен-, зойнокисдого, бутилового спирта, касторового масла и кремнийорганического пеногасителя позволяет также преаохранять в течение длительного времени иэделия и оборуаования от коррозии и исключить пенообраэование.1П р и м е р . Предлагаемая среда исспеаовалвсь по закаливаемости, прокаливаемости и влиянию на трещинообразование сталей, а также по сохранению эака лочных свойств в процессе среаы и ее эксплуатации.Исслеауемые смеси закалочной среды предлагаемого состава представлены в табл. 1.Исслеауемый состав известной закалочной среды следующий, мас, %:Неполная железная сольполиакриловой кислоты 2,0Едкий натрий 0,5Хлористый натрий 1,0Вода 96,5Исслеаоввние эакаливаемости сталей 40 Х, 40 ХГТР, 40 ХН 2 МА и 42 ХМФА проиэвоаилось на образцах ф 30 мм и толщиной 10 мм. Прокаливаемость указан1016 ных сталей определялась после закалки образцов ф 30 мм и длиной 120 мм. Температура нагрева под закалку всех сталей соответсчзовала 85010 ф С при времени выдержки 60 мин, 5Результаты определения твердости по верхности и сердцевины образцов сталей 40 Х, 40 ХГТРт.40 ХН 2 МА и 42 ХМФА после охлаждения в эакалочной среде при 20 С представлены в табл, 2.6 На образцаху закаленных в известной среде, наблюдались стеклообразные нарос - ты полимера с высокой твердостью. После механического снятия нароста полимера15 было определено, что образцы имели мяг кие пятна с твердостью до - 44 НЯ с.Образование трещин в.стали пи эакмке в эакалочной среде предлагаемого и известного составов изучалось на специально изготовленных образцах сложной20 формы,В каждом составе закаливалось по 10 образцов из стали 42 ХМФА. Температу ра среды сооюетствсвала 20-25 С.Ъ 5Результаты исследований показали, что цри закалке образцов:из стали 42 ХМФА в среде предлагаемого состава трещин на них не обнаружено, в то время какпосле закалки образцов в известной. средевыявлено нал:лие трещинка шести образцахто есть в 60% случаев.ЪЗакалочные свойства при рабочих темпе ратурах закалочной среды от 20 до 60 Со предлагаемого и известного составов оце-Зу вивались по твердости и наличию трещин на закаленных образжх сложной геометрн ческой формы, изготовленных из стали40 Х. 40Результаты эксперимента показали, что при закалсе образцов из стали .40 Х в среде предлагаемого состава с рабочей тем-дервтурои 20-60 0 дотвтветси требув-.омая твердость стали (54-57 НЙ, с) при полном отсутствии трещин на образцах. Закалка в известной закалочной среде обес, печила твердость стали 55-57 НЙ с;"но при закалке в среде с рабочей температурой 54 С и выше наблюдались закалочные трещины,377 4Трещинообраэование образцов иэ стали 40 Х при закалке в средах предлагае-,мого и известного составов показаны втабл. 3,.Сохранение закалочных свойств закаЛочдной среды предлагаемого и известногосоставов в. процессе эксплуатации определялось по количеству закалок образцовйростой формы, при котором обеспечивается требуемая твердость закаленныхобразцов беэ образования на них трещин.Опыты проводились на цилиндрическихобразцах 30 х 120 мм, изготовленныхиз стали 40 ХН 2 МА. Закалку с 860 Спроводили в эакалочных средах предлагаемого и известного составов. Объемжидкости составлял 10 л,Результаты исследований показали,что в течение 326 закалок обрюцов ф30 х 120 мм из стали 40 ХН 2 МА.в закалочной среде предлагаемого составанеблюцается их высокая закаливаемостьи отсутствие ввиелочиоот трейии (твбл, 4в то время как после 108 закалок идентичных образцов в известной закалоч,; ной среде наблюдаются продольные трещины на всю длину образца.Влияние количества закалок образ; юв ф 30 х 120 мм из стали 40 ХН 2 МА.на их твердость и трещинообраэованиепоказано в табл. 4,Таким образом предлагаемая эакалочнаясреда позволяет обеспечить качественную закалку иэделий сложной и простойгеометрических форм беэ трещин в интервале рабочих температур среды 20-60 фСЗакалочные свойства эакапочной среды предлагаемого состава стабильны напротяжении более длительного срока служ: бы.На всех образцах, закаленных в извест. ной закалочной среде, наблюдается высаживание остеклованного полимера, которыйобладает высокой твердостью и требует, дополнительной механической обработки,После механического снятия налета было; определено, что образцы имели мягкие,пятна с твердостью доНй с,При закалке образцов в предлагаемом составе закалочной среды указанныйнедостаток полностью отсутствует.11016377 олигликолевый эфир дитречной бутилкарбоновой кисло 0,0 40,13,0,00 асторовое с 0Вор 0836 4,Т и ц 7 0 4 40 Х 56 40 вестный ХН 2 МА 40 ХН 2 МА Кремтель азотистокислый ганический пенога Таблица 11016377 1 Продолжение табл, 2 Гвердость, НР, с Марка стали Поверхность Серпевина 40 ХН 2 МА Известный 40 ХН 2 МА 58 54 2 40 ХГГР Известный 42 ХМФА 42 ХМФА Известный 42 ХМФА П р и м е ч а н и е. Составы 1-3 эакалочных средпредставлены в табл. 1 Таблица 3 0 1 .м е ч а н и е. В каждом опыте закал по разцов. 40 ХГТР 42 ХМФА С остер еакалочной среды. Проектная,22/27 Тираж 868 ВНИИПИ Госуцарствен по делам иэобре 113038, Москва, Ж