SU1016377A1 - Закалочна среда - Google Patents

Description

Од

СО

SsJ Изобретение относитс  к закалочным средам, примен емым при термической обработке. В качестве закалочных сред при термической обработке стали наиболее широко используют воду и минеральные масла Cl. Известна закалочна  среда, содержаШв  воду с добавками триэтаноламина и натри  азотистокислого, вводимых дл  I уменьшени  склонности к коррозии 1,2. При закалке стали в воде наблюдает г,  высока  прокаливаемость и склонность к трещинообразованию из-«а больших скоростей ( 7ОО° С/с) охлаждени  в области температур мартенситного превращени . При закалке в масле из-за низких скоростей (- ЗО С/с) охлаждени  в этой же области температур трещинообразовани  нет. Однако скорость охлаждени  в масле недостаточна дл  получени  высокой прокаииваемости изделий. Необходимо также отметить высокую пожароопасность масла. Известны также закалочные среды на водной основе с различными добавками , которые позвол ют измен ть скорость охлаждени . Такими добавками, например  вл ютс  полиакриламид и оксиэтилированна  целлюлоза L 3 и 4. Однако целлюлоза подвержена значитес ной термо- и механодеструкции, а применение жидкости с полиакриламидом вызы вает бьтстрый выход из стро  оборудовани , как после испарени  воды на нем остаетс  полиакриламнд, обладающий высокой твердостью. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению  вл етс  закалочна  среда, содержаща  воду, водорастворимый полимер - неполную железную соль полиакриловой кислоты, минеральную соль хлористый натрий и едкий натрий при опре деленном соотношении компонентов С 5}. Недостаток известной среды заключаетс  в том, что она не предотвращает трещинообразованн  при закалке изделий сложной формы из легированных сталей и имеет небольшой срок службы в св зи с изменением свойств в прооессе эксплуатаиии . 11елью изобретени   вл етс  исключе-нке трещинообразовани  изделий при закал е и повышение срока службы. Дл  достижени  указанной цели в зака лочную среду, содержащую воду, водораст воримый полимер и минеральную соль, дополнительно ввод т триэтаноламин, бутило вый спирт, касторовое маслЪИ кремнийорганический пеногаситепь, в качестве водорастворимого полимера - полигликолевый эфир дитретичной бутилкарболовой кислот-/ты , а в качестве минеральной соли - натрий азотистокислый и калий бензойнокислый при следукщем соотношении компонен TDB, мае. %: Полигликолевый эфир дитретичной бутилкарболовой кислоты25,0-50,0 Натрий азотистокислый7,5-13,0 Калий бензойнокислый О 5-1,5 Трвэтаноламин - 2,0-4,0 Бутиловый спирт О,09-0,155 Масло касторовое 0,005-0,009 Кремнийорганический пеногаситель0,3-0,5 Вода Остальное Применение закалочной среды такого состава позвол ет регулировать скорость охлажди1и  в област х температур мартен ситного и перлитного преьращенйй. Это регулирование достигаетс  изменением устойчивости (толщины) пленки полимера, образующейс  на поверхности закаливаемых изделий. Толщина этой пленки находйч с  в пр мой зависимости от содержани  в растворе полигликолевого эфира дитре- тачной бутилкарболовой кислоты. При температуре охлаждаемого издели  ниже 60 С эта пленка полностью раствор етс . Введение в закалочную среду триэтанолЧ амина, азотистокислого натри , дали  бензойнокислого , бутилового спирта, касторовб-i го масла и кремнийорганического пеногасител  позвол ет также предохран ть в течение длительного времени издели  и оборудовани  от коррозии и исключить пенообразование . П ри м е р . Предлагаема  среда исследовалась по закаливаемости, прокаливаемое ти и вли нию на трещинообразование сталей, а также по сохранению закалочных свойств в процессе среды и ее . эксплуатации. Исслеоуемые смеси закалочной среды предлагаемого состава представлены в табл. 1. Исследуемый состав известной закалочной среды следующий, мае. %: Неполна  железна  соль полиакриловой кислоты2,0 Едкий натрий0,5 Хлористый натрий1,0 Вода96,5 Исследование закаливаемости сталей 40Х, 40ХГТР, 40ХН2МА и 42ХМФА производилось на образцах ф ЗО мм и толщиной 1О мм. Прокаливаемость указанных сталей определ лась после закалки образцов 0 30 мм и длинрй 120 мм. Температура нагрева пов аакапку всех сталей соответствовгша 850 при времени выдержки 6О мин. Результаты определени  твердости поверхности и сердцевины образцов сталей 40Х, 40ХГТР, .40ХН2МА и 42ХМФА после охла:ждени  в закалочной среда при 2О С представлены в табл. 2. На образцах, закаленных в известной среде , наблюдались стеклообразные нарос 4 ты полимера с высокой твердсхзтью. После механического сн ти  нароста полимера было определено, что образцы имели м г кие п тна с твердостью до - 44 Н р с. Образование трешин в стали при закал ке в закалочной среде предлагаемого и известного составов изучалось на специ ально изготовленных образшх сложной формы.. В каждом составе з:акаливалось по 1О образцов из стали 42ХМФА. Температура среды соо-тетствсвала 20-25 С. Результаты исследований показали, чт при закалке образцов из стали 42ХМФА в среде предлагаемого состава трешин на них не обнаружено, в то врем  как после закалки образцов в известной среде вь1 влено нал;1чие трещинка шести образца то есть в 6О% случаев. . - . Закалочные свойства при рабочих темп ратурах чзакалочной среды от 20 до 60 С предлагаемого и известного составов оце нивались по твердости и наличию трешин на закаленных образцах сложной геометри ческой формы, изготовленных из стали 4ОХ.. , - . - .- Результаты эксперимента показали, что при закалке образцов из стали .4ОХ в сре де предлагаемого состава с рабочей температурой 2О-6О° С достигаетс  требуема  твердость стали (54-57 НЯ с) при полном отсутствии трешин на образцах. Закалка в известной закалочной среде обе печила твердость стали 55-57 НИ с, но при закалке в среде с рабочей температурой 54 ° С и выше наблюдались закалОчцые трешины. Трещинообразование образцов из стали 40Х при закалке в средах предлагаемого и известного составов показаны в табл. 3. Сохранение закалочных свойств закаЛо ной среды предлагаемого и известного составов В- процессе эксплуатации определ лось по количеству закалок образцов простой формы, при KOTOpdKf обеспачива етс  требуема  твердость закаленных образцов без образовани  на них трешин. QibiTbi проводились на цилиндрических образцах Ф ЗО х 120 мм, изготовленных из стали 40ХН2МА. Закалку с 86О С проводили в 31акалочных средах предлагаемого и известного составов. Объем жидкости составл л Юл, Результаты исследований показали, что в течение 326 дакалок образцов ф 30 X 12О мм из стали 40ХН2МА в закалочной среде предлагаемого состава неблюдаетс  их высока  закаливаемость и отсутствие закалочных трешин (табл. 41 в то врем  как после 1О8 закалок идентичных образцов в известной закалочной среде наблюдаютс  продольные трещины на всю длину образца. Вли ние количества закалок обраэиов 0 ЗО X 120 мм из стали 4ОХН2МА на их твердость и трешинообразование показано в табл. 4. Таким образом предлагаема  закалочна  среда позвол ет обеспечить качественную закалку изделий сложной и простой геометрических форм без трешин в интервале рабочих температур среды 2О-60РС Закалочные свойства закалочной сре№1 предлага «1ого состава стабильны на прот жении более длительного срока службы , На всех образцах, закаленных в взвест)ной закалочной среде, наблюдаетс  высаживание остеклованного полимера, который обладает высокой твердостью и требует дополнительной механической обработки. После механического сн ти  шшета было определено, что образцы имели м гкие п тна с твердостью до-44 HR с. При закалке образцов в предлагаемом составе закалочной среды указанный недостаток полностью отсутствует.

Таблица

7

1016377

8 |Проаьпженнё табл, 2

Примечание. Сосгавы закалочных

40

62 Примечай не. В каждом опыте i

О . 1 .1 сред- upeflCTaBneHbi в табл. 1 Т а б л и ц а 3 аакал гвалось по 10 образцов.

1016377

10 Таблица 4

Claims (1)

1. (56) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду, водорастворимый полимер и ми неральную соль, отличающаяся > тем, что, с целью исключения трешинообразования изделий при закалке и повышения срока службы, она дополнительно' со*держит триэтаноламин, бутиловый спирт, касторовое масло и кремнийорганический пеногаситель, в качестве водорастворимого полимера-полигликолевый эфир дитретич*. ной бутилкарболовой кислоты, а в качестве минеральной соли-натрий азотистокислый и калий бензойнокислый при следующем соотношении компонентов, мае. %.

   Полигликопевый эфир дитретичной бутилкарболовой кислоты Натрий азотистокислый Калий бензойнокислый Триэтаноламин Бутиловый спирт Масло касторовое Кремнийорганический пеногаситель Вода