Закалочная среда
1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду и сульфитный щелок, преимущественно моносульфитный, отличающаяся тем, что, с целью сохранения охлаждающей способности среды до температуры кипения, она дополнительно содержит минеральную кислоту при следующем соотнесении компонентов, мас.%: Моносульфитный щелок 0,5-15,0 Минеральная кислота 0,04-0,75 ВодаОстальное 2. Среда по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве минеральной кислоты, она содержит I серную.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (}9) (Ц) А
OllHCAHHE ИЗОБРЕТ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3421407/22-02 (22) 08.04 ° 82 (46) 07.03,84. Бюл. М 9 (72) В.A. Ворошилов, Г.И. Тихонов, Л.С. Шабалина, Ю.И. Кочуркина и В.Г. Журавлев (71) Проектно-конструкторское и технологическое бюро химического машиностроения (53) 621.78.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
)) 773097, кл. С 21 D 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 908854, кл. С 21 D 1/60, 1980. (54) (57) 1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая воду и сульфитный щелок, преимущественно моносульфитный, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью сохранения охлаждающей способности среды до температуры кипения, она дополнительно содержит минеральную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Моносульфитный щелок 0,5-15,0
Минеральная кислота 0,04-0,75
Вода Остальное
2. Среда по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве минеральной кислоты, она содержит серную.
1077931
В качестве материала для изготовления образцов берут сталь 40Х из одной партии и плавки. Образцы готовят цилиндрической формы диаметром
35 мм, высотой 35 мм. Закалочные среды готовят из концентрата моносульфитного щелока в рабочих средах, 60 вес.Ъ: 0,3; 0,5; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0;
15,0; 20.0. С каждой концентрацией моносульфитного щелока в рабочих средах изготовлено по б составов:
1 состав — без, добавления серной кис-65
Изобретение относится к закалочным средам, применяемым при термической обработке металлов и сплавов.
Известна закалочная среда, пред<=-тавляющая собой водный раствор сульфитно-спиртового щелока с добав5 кой щелочи (1) .
Недостаток известной среды заключается в том, что с повышением собственной температуры среды происходит снижение ее охлаждающей способ- (О ности
Наиболее близкой к предлагаемой является среда для закалки, содержащая воду и моносульфитный щелок при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: моносульфитный щелок 3,0-15,0; вода — остальное.
Данная среда обладает промежуточными ме>сду водой и маслом охлаждающими способностями (2) .
Однако она сохраняет закалочные свойства при температуре раствора до 45-50 С, что затрудняет использование данной среды при .более высоких температурах. 25
Цель изобретения — сохранение охлаждающей способности среды до температуры кипения °
Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда, содержащая воду и моносульфитный щелок, дополнительно содержит минеральную кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Моносульфитный щелок 0,5-15,0
Минеральная кислота 0,04-0,75
Вода Остальное
Предлагаемая среда в качестве минеральной кислоты содержит серную.
Введение минеральной кислоты, например серной, в водный раствор суль-40 фитного щелока способствует тому, что закалочные свойства среды сохраняются вплоть до температуры кипения, обеспечивая при этом отсутствие процесса брожения и плеснеобразования, 45 высокие антикоррозионные свойства.
Кроме того, при расширении .рабочего интервала температур сохраняется высокая закаливающая способность среды при отсутствии трещин и обеспе-50 чение высокой твердости.
При получении сравнительных данных проведены испытания. лоты, .11 состав — c добавлением
0,005Ъ кислоты (рН-4), 111 состав с добавлением 0,04Ъ кислоты (рН-З), 1У состав — с добавлением 0,22 кислоты (рН-2), У состав — с добавлением 0,75Ъ кислоты (рН-1); Уl состав с добавлением 1,5Ъ кислоты (рН-0,1) .
Закалку образцов производят после нагрева образцов до 840ОС в камерной электрической печи и охлаждения в указанных средах.
В каждой рабочей среде этих составов закаливают по 5 штук образцов при температуре среды в диапазоне
20-40, 60-80, 90-100 . Все образцы осматриваются и проходят дефектоскопию на наличие трещин до и после закалки.
Средние результаты испытаний по наличию трещин и полученной твердости приведены в таблице.
Как известно, для деталей из стали 4ОХ малых сечений необходимая твердость при закалке на мартенсит должна быть не ниже 52-53 ед.HRC. Из приведенной таблицы видно, что среда с содержанием сульфитного щелока
О,ЗЪ без добавки кислоты закаливает резко, с трещинами, причем с повышением температуры ее з.акаливающая способность падает и трещинообразование сохраняется. С добавкой же кислоты снижение закаливающей способности с повышением температуры несколько уменьшается и тем заметнее, чем больше процент этой добавки.
Однако склонность к трещинообразованию сохраняется, особенно при температурах 20-40 С.
Среды с содержанием сульфитного щелока 0,5 8,0; 15,0 без добавки кислоты обеспечивают при температурах 20-40 С необходимую твердость, но с явлениями трещинообразования.
С повышением температуры закаливающая способность падает, твердость оказывается недостаточной. С добавкой кислоты при одинаковых-температурах среды закаливающая способность улучшается, при этом содержание кислоты 0,4 вес.Ъ (рН=З) и выше обеспечивает необходимую закаливающую способность сред 11, 111 и lу составов во всем интервале температур, т.е. от 20 до 100 С. В то же время трещинообразование при закалке в этих растворах отсутствует.
Среда с 20,0Ъ-ным содержанием сульфитного щелока вследствие высокого содержания щелока характеризуется недостаточной закаливающей способностью. Добавка кислоты несколько увеличивает зту способность, но недостаточно.
Добавка кислоты в количестве большем чем 0,75Ъ (состав Уl) не дает дальнейшего улучшения закаливающих свойств.
1077931
На основании данных таблицы можно сделать вывод о том, что оптимальными следует считать составы 11, 111, 1У, т.е. те среды, которые содержат моносульфитный щелок в количестве
0,5-15,0% и.серную кислоту в коли- 5 честве 0,04 (рН=З) — 0,75 (рН=1)Ъ.
Твердость (EjRC) и наличие трещин у образцов закаленных
I в различных составах
Температура среды при закалке, С
IV
IZZ т1
59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть 59/Есть
52/Есть 53/Есть 54/Есть 54/Есть 55/Есть 55
20-40
60-80
0,3
50/Есть 51/Есть 52/Есть 53
90-100
20-40
58
58/Есть 58/Есть 58
58
57
56
53
60-80
90-100
0,5
20-40
58
57
57
60 80 56 56 55
2,0
55
53
54
53
57
56
56
54
3,0
54
54
56
56
56
54
54
5,0
90-100
53
52
45
20-40
55, 55
55
53
53
60-80
90-100
53
52
52
52
10iО
55
55
54
20-40
53
60- 80
90-100
53
54
48
51
15,0
20-40
40-80
90-100
48
50
20,0
4.2
46
41
40
39
П р и м е ч а н и е: Во всех остальных случаях трещин нет.
Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Заказ 868/18
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.Проектная, 4
Содержание моносульфитного щелока, мас.Ъ
90-100
20-40
60-80
90-100
20-40
60-8О
Предлагаемая среда для закалки металлов по сравнению с известной обеспечивает необходимую твердость и отсутствие- трещинообразования в закаливаемых изделиях при рабочих температурах среды вплоть до температуры кипения.
