Состав соляной ванны для высокотемпературного нагрева под закалку изделий

 

Изобретение относится к области металлургии железа, в частности к термической обработке изделий из быстрорежущих и высоколегированных инструментальных марок сталей в соляных ваннах, и может быть использовано в инструментальных производствахразличных отраслей промышленности для нагрева под закалку режущего инструмента . Цель изобретения - гговышение качества изделия путем уменьшения обезуглероживанщей активности ванны во времени. Предлагается состав ванны, состоящий из хлористого бария и раскислителей - фтористый кальций и силикокальций - при следующем соотношении ингредиентов: фтористый кальций 2 - 20 %, силикокальций 0,5 - 5,0 %, хлористый кальций остальное. Количество фтористого кальция и силикокальция выбрано таким , чтобы обеспечить наиболее полную защиту металла от обезуглероживания при оптимальных физико-химических свойствах расплава. 3 тaбЛJ i (Л С 00 Сл 4 00 N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

„„SU„13154 4 (дц 4 С 21 D 1/46

)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4021823/22-02 (22) 10.01.86 (46) 07.06.87.Бюл. - 21 (72) О,И.Якутенко, Б.Г,Сурмило, П.И.Иващенко, Г.И,Овчаренко, С.И.Радченко и Г.И.Сперанская (53) 621.783.4 (088,8) (56) Патент ЧССР У 109521, кл. 18С 1/46, опублик. 1964.

Авторское свидетельство СССР

Ф 749912, кл. С 21 D 1/46, 1978, (54) СОСТАВ СОЛЯНОЙ ВАННЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА ПОД ЗАКАЛКУ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области металлургии железа, в частности к термической обработке изделий из быстрорежущих и высоколегированных инструментальных марок сталей в соляных ваннах, и может быть использовано в инструментальных производствахразличных отраслей промышленности для нагрева под закалку режущего инструмента, Цель изобретения — гговышение качества изделия путем уменьшения обезуглероживающей активности ванны во времени. Предлагается состав ванны, состоящий из хлористого бария и раскислителей — фтористый кальций и силикокальций — при следующем соотношении ингредиентов: фтористый кальций 2 — 20 Ж, силикокальций 0,5 — 5,0 Ж, хлористый кальций остальное. Количество фтористого кальция и силикокальция выбрано таким, чтобы обеспечить наиболее полную защиту металла от обезуглероживания при оптимальных физико-химических свойствах расплава. 3 табл.

1315484

Изобретение относится к металлурГии железа, в частности к термической обработке изделий из быстрорежущих и высоколегированных инструментальных марок сталей в соляных ваннах, и может быть использовано в инструментальных производствах различных отраслей промышленности для нагрева под закалку режущего инструмента, Цель изобретения — повышение качества изделия путем уменьшения обезуглероживающей активности ванны во времени.

Сущность изобретения заключается в том, что наличие в расплаве солей фтористого кальция и силикокальция способствует протеканию обменной химической реакции между ними по схеме 2 CaF< + Si-+ SiP4+ 2Са.

При этом в расплаве образуется металлический кальций и фторид кремния. Кальций, обладая большим срод-. ством к кислороду, связывает его в прочное соединение типа СаО и этим резко снижает величину обезуглерожен. ного слоя. в металле, При этом дополнительно повышается активность кальция, содержащегося в силикокальции, за счет уменьшения содержания кремния в этом раскислителе, расходуемом на протекание обменной реакции. Фтористый кремний при температуре термообработки находится в газообразном состоянии и удаляется из ванны, барботируя расплав, что также способствует более полному протеканию химической реакции.

Количество фтористого кальция и силикокальция выбрано таким, чтобы обеспечить наиболее полную защиту металла от обезуглероживания при оптимальных физико-химических свойствах расплава.

При содержании фтористого кальция менее 27. и силикокальция менее.0,57 не .обеспечивается наиболее полная защита от обезуглероживания, При уве. личении содержания этих компонентов соответственно более 20 и 5,0Х ухудшаются физико-химические свойства расплава, повышаются его вязкость и температура плавления, расплав становится гетерогенным. В связи с этим протекание реакции обмена затрудняется, величина обезуглероженного слоя возрастает.

В предлагаемом составе ванны крем ний, находясь в силикокальции, вос5 станавливает кальций из второго компонента состава ванны — фтористого кальция, который раскисляет ванну, связывая кислород. Это способствует уменьшению взаимодействия свободного кислорода с углеродом поверхностного слоя обрабатываемой детали,чем обеспечивается снижение обезуглероживания изделия

Проверку обезуглероживающей способности соляной ванны проводят в расплавах составов, приведенных в табл.1, Таблица!

Состав мас.%

Ингредиенты, SiCa ванны

Сах

Вас1

1 04 976

2 0,5 97,3

8 2, 90

ЗО

75

72

35 6 (известный) Ng 4, Si0 0,6

ВаС1

95,4;

Испытания проводят в электродной ванне типа СВС 60/13, Контроль и регулирование температуры о суще ствляют с помощью автоматического по<5 тенциометра типа КСП-3 в комплекте с телескопом "Тера-50" с градуировкой РК-18.

Обезуглероживающую способность вариантов расплава соляной ванны

Я1 по табл.1 оценивают по изменению содержания углерода в ленте из стали

13Х толщиной 0,1 мм размером 20 х

100 мм после выдержки в ванне в течение 60 с, Результаты измерений показаны в табл. 2.

1315484

Таблица2

Содержание углерода в ленте 13х Х, при с работоспособности ванны, ч

Состав ванны

1 Т

1,30

1,20 1,18 1,14 1,06

1,30 1,28 1,26, 1,25

1,02

1,25

1,30

1,32

1,30 1,28 1,28 1,24 1,24

1,28 1,27 1,25 1,25

1,28

1,24

1,27

li00

1 23 1 21 1,10 1 04 6 (известный) 1,20 1,12 1,10 1,05. 1,26

1,00

Таблица 3

КолиСредняя стойкость, Х

Колич е ство опытов

Инструмент

Состав ванны чество обработанных изделий

100

309

Спиральное 1 сверло

13 мм, об- 2 рабатывают сталь 50 л, 3

НВ 207-228

114

350

342

340

110

300

99

305

Из табл.2 следует, что при содержании в ванне СаР в пределах 2-20Х и SiCa в пределах 0,5-5,0Х (составы

2 — 4) она сохраняет работоспособность до 40ч без дополнительного раскисления, при этом содержание углеро да в ленте не снижается ниже 1,24Х, В расплавах ванны составов 1 и 5, в которых содержание СаР и SiCa соответственно меньше 2 и 0 5Х и больше

20 и 5Х, а также в известном расплаве состава 6 у ванны быстро теряется работоспособность и с течением вре-менй возрастает обеэуглероживание контрольной ленты.

ПоСле проверки обезуглероживающей активности ванны проводят термообработку режущего инструмента из стали Р6И5 в тех же составах ванны (табл.l). Цикл термообработки проводят в соответствии с действующими технологическими инструкциями,Инст30 .румент после обработки проверяют на работоспособность в произве:денных условиях при существую:щих режимах резания.

35 Результаты испытаний представлены в табл.3.

1315484

Продолжение табл.3

Концевая 1 фреза, Р 8,S мм, 2 обрабатывают сталь 40

HRC 34-41 3

83

100 !

84

112

109

103

103

В результате стойкость режущего инструмента повышается в среднем на

107.

Остальное

Составитель К. Кулемин

Редактор Н.Егорова Техред А.Кравчук

Корректор Л Патай

Заказ 2317/26 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4

Из табл.3 следует, что инструмент, обработанный в расплавах предлагаемого состава соляной ванны (2 — 4), в среднем на 10Х. имеет более высокую работоспособность в сравнении с обработанными расплавами известного состава ванны и составами I u S c, запредельным содержанием компонен— тов.

Предлагаемый состав соляной ванны для нагрева изделий под закалку из быстрорежущих инструментальных сталей снижает обезуглероживание изделий и обезуглероживающую активность ванны во времени .

Формула изобретения

Состав соляной ванны для высокотемпературного нагрева под закалку изделий, преимущественно из быстрорежущих и высоколегированных сталей, содержащий хлористый барий и раскислители, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем уменьшения обезуглероживающей активности ванны во времени, в качестве раскислителя он содержит фтористый кальций и силикокальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.Е;

Фтористый кальций 2-20

Силикокальций 0,5-5, 0

Хлористый барий