Закалочная среда

) (11) А 51) 4 С 21 Р 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ нно Епих во СССР1981. СССР 1978. бласк эакапри терЦелью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рязанское производствобъединение Тяжпрессмаш(57) Изобретение относитсяти металлургии, конкретнеелочным средам, применяемыммической обработке сталей. зобретения является повышение эффективности, экономичности и расширение технологических возможностейзакалочной среды. Закалочная средасодержит, мас.Х: неполную железнуюсоль полиакриловой кислоты 0,2-2,5,кальцинированную соду 0,2-2,0, воду - остальное, Использование закалочной среды позволяет повысить экономичность и эффективность, прокаливаемость и закаливаемость изделий,исключить трещннообразование в них,расширить технологические возможности, обеспечить закалку широкого круга изделий из различных марок стали,разнообразных размеров и конфигураций. 3 табл, 13593135 10 20 25 30 35 40 50 55 Изобретение относится к металлур-, гии, а именно к закалочным средам, применяемым при термической обработке сталей.Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности, а также расширение технологических воэможностей закалочной среды.Закалочная среда содержит неполную железную соль полиакриловой кислоты, кальцинированную соду и воду.Приготовлены составы предлагаемой (1-5) и известной (б) закалочных сред (табл.1).Закаливались детали кузнечно-прессовых машин из следующих марок стали: 40 Х, 45 Х, 40 ХН, 40 ХН 2 МА, 9 ХС, ШХ 15, .38 Х 2 МЮА, 38 ХЮ,. б 5 Г, 45, бОС 2, 20 Х, 18 ХГТ, 12 ХНЗМА, ХВГ./Оптимальные концентрации и охлаждающие свойства закалочной среды оп ределялись по твердости сталей после закалки, по кривым охлаждения в различных температурных интервалах (перлитном и мартенситном), по трещинообразованию. Твердость соответствовала ТУ чертежа, детали, Закалка проводилась как партиями, так и отдельными деталями. Всего было термит. обработано 1 тыс,т штатных единиц,В табл.2 приведены результаты испытаний предлагаемой и известной сред.В табл.3 приведены сравнительные данные стоимости предлагаемой и известной сред. Результаты проведенных исследований, в том числе приведенные в табл. 2, позволяют установить сле дующее.После закалки в среде предлагаемо го состава трещин на термообработанных изделиях не обнаружено.Предлагаемая закалочная среда позволяет регулировать скорость охлажде" ния изделий в процессе закалки в областях перлитного и мартенситного превращений. Добавка кальцинированной соды приводит к ускорению охлаждения в области наименьшей устойчивости аустенита, снижая при этом скорость охлаждения в мартенситном интервале температурРегулирование скоростей охлаждения достигается изменением устойчивости пленки полимера, образующейся на поверхности закаливаемых изделий. Это изменение обусловлено содержанием в среде кальцинированной соды, Максимум скоростиохлаждения в зоне мартенситного прев" ращения смещается в область болеевысоких температур, что исключает)трещинообразов ание,Варьируя процентное содержаниеуказанных выше ингредиентов, можноустановить пределы допустимых отклонекий от некоторой средней величиныпараметров закалочной среды в рабочих ваннах. В этих пределах можно производить закалку любых легированных конструкционных и инструментальных сталей.В . предлагаемой среде максимальные скорости охлаждения в области температур мартенситного превращения сталей снижаются относительнотех же скоростей в известной средена 30-50% в зависимости от концент-,рации в растворе кальцинированнойсоды,Если с повышением рабочей темпеа,ратуры известной среды более 50 Сзакаливающая способность ее заметноснижается (в структуре стали появляются немартенситные продукты распада переохлажденного аустенита), чтоприводит к снижению твердости и увеличению времени. охлаждения иэделия в интервале температур. 730-500 С,то предлагаемая среда (ее эффективность) малочувствительна к изменениям ее температуры. Она обеспечиваеттребуемую твердость иэделий в диапазоне рабочих температур 20-85 С. Сувеличением температуры среды ее охлаждения способность в интервале пер"литного превращения плавно снижается, оставаясь неизменной в интервале мартенситного превращения,Таким образом, по сравнению с из вестной предлагаемая среда более э 4 тфективна и обладает более широкими технологическими возможностями, позволяет осуществлять закалку более широкого круга изделий, в том числе крупногабаритных (массой до 1 т) из различных легированных сталей. Наличие в предлагаемой среде каль" цинированной соды устраняет необходимость в такихкомпонентах, как едкий натрий, добавляемый для нейтрализации раствора неполной железной соли полиакриловой кислоты, поскольку кальцинированная сода обладает ана1359313 Неполная железная сольполиакриловой 35 кислотыКальцинированная сода Вода 0,2-2,5 0,5-2,0. Остальное Таблица 1 И С о с т а в, мас,% 1" Г ТКомпоненты закалочной среды Неполная железнаясоль полиакриловойкислоты,0 1,61 1 ф 45 1,25 1,25 Кальцинированнаясода Оф 5 0,75 0,5 0,5 Хлористый натрий 0,5 Едкий натрий Остальное Вода логичным нейтрализующим свойством,а также хлористый натрий.Снижение скоростей охлаждения винтервале температур мартенситныхпревращений, достигнутое содержаниемв среде кальцинированной соды, позволяет вдвое снизить максимальнуюконцентрацию полимера ПКпри сохранении необходимой закалочной способности в диапазоне 0,2-2,5 мас.%его концентрации,Следовательно, предлагаемая закалочная среда более экономична приее эксплуатации,Добавка в полимерный раствор кальцинированной соды приводит к увеличению ее охлаждающей способности вобласти высоких температур и снижению в мартенситном интервале. Приисследовании интенсивности охлаждения в зависимости от различных процентных добавок кальцинированной соды установлено, что оптимальным охлаждающим свойством в интервале температур 800-400 и 400-150 С облада"ет раствор с 0,5-2,0 мас.%.Таким образом, предлагаемая закалочная среда в виде водного раствораполимера ПК- неполной железнойсоли полиакриловой кислоты - с добавлением 0,5-2;0 мас.% кальцинированной сады имеет следующие технико-экономические преимущества по сравнениюс аналогичными, средами (на основеводорастворимого полимера):среда более эффективна, повьппаетпрокаливаемость и закаливаемость изделий исключает трещиноабразов ание на них; имеет более широкие технологические возможности, обеспечивает закалку широкого круга изделий из различных марок стали, разнообразных размеров и конфигураций;балес экономична; стабильна приэксплуатации в широком диапазоне тем.10 ператур, легко поддается контролю ирегулированию в производственных условиях. Среда нетоксична, пожарабезопасЮ15 на, Йе загнивает и не выделяет вредных веществ в окружающую среду. Формула и э о б р е т е н и я 20 Закалочная среда, содержащая водорастворимую полимернеполную железнуюсоль полиакриловой кислоты и воду,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения ее эффективности25 и экономичности, а также расширения,технологических возможностей, онадополнительно содержит кальцинираван.,ную соду при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:ЗС359313 Таблица 2Зависимость твердости закаливаемыхизделий от концентрации иНгредиентовсреды и температуры охлаждения Наличиетрещин Марка ст али 1 2 53 Нет 40 Х То же 51 40 Х 41 52 -и 40 Х 40 Х 49 40 Х 68 50 40 Х ХВГ 66 34 ХВГ 64 40 ХВГ 60 ХВГ 61 ХВГ 62 ХВГм 40 ХН 40 ХН 40 ХН 60 50 40 ХН 30 20 Х 62 41 20 Х 64 20 Х 60 68 20 Х Нет 45 Х То же 52 45 Х Составзакалочнойсреды Температура охлажденияо среды, С ТвердостьНВС1359313 10 ч1 9 ХС 64 40. ШХ 15 62 35 20 Х 20 Х 61 47 66 61 ХВГ ХВГ 5 58н 60 С 2 25 60 60 С 2 38 65 Г 41 61 6065 Г 40 Х 30 0,5 Нет Хлористыйнатрий Кальцинированнуюсоду Воду Ост.альн Остальное ное 0,85 1,52 Показатели Среда, содержащая, мас. :Неполную железную соль поли акриловойкислоты Едкий натрий Стоимость 1 м среды, руб,Продолжение табл.2 450н н 12 Т аблица 3 Известн Предланая гаемая среда среда 0,25 Нет Нет 0,5