Закалочная среда

 

Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для закалки2деталей из алюминиевых сплавов, и может быть использовано на металлур- . гимеских и машиностроительных заводах. Цель изобретения - повышение прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в интервале 420-260 Г, при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличение коррозионной стой-кости и устранение образования токсичных отходов. Закалочная среда содержит, мас„%: полиэтиленоксид 0,03- 1,0; оксиэтилированный алифатический спирт О,50-10,0; вода остальное. Использование предлагаемой закалочной .среды обеспечивает .повышение прокаливаемости в 2 раза и позволяет осуществлять закалку деталей и полуфабрикатов вдвое большей толщины при сохранении требуемых физико-механиче-, ских свойств и увеличивает их коррозионную стойкость. 1 ил.,. S табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭПБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫтИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4715767/02 (22) 06,. 07. 89 (46) 30. 01.92. Бюл. И 4 (72) В.А. Коптюг, И.Ф. Михайлова, А.С.Бедарев, Л.А.Тихонова, Н, В. Бухаткина, P. Б.Урманов, И, H. Фридляндер, О.Г. Сенаторова, В.В.Сидельников, Я.И,Спектор, С.И.Храмов, Г.П.Конюхов и H.À.Êðèaoâ (53) 621 78.063,621.785.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 600190, кл„ С 21 П 1/60.

Авторское свидетельство СССР

М 817074, кл. С 21 D 1/60,,1981.

Абрамзон A.À. Поверхностно-активные вещества. Справочник. Л.:

Химия, 1979, с.306, 345 ° (54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА (57) Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для закалки

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, а именно, к охлаждающим средам для за" калки преимущественно листовых полуфабрикатов из алюминия и его сплавов.

Цель изобретения - повышение прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в критическом интервале температур

420-260 С при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличе" нии коррозионной стойкости для расширения ассортимента полуфабрикатов и марок закаливаемых алюминиевых

„„Я0„„17О8878 (1) С 21 D 1/60, С 22 F 1/04

2 деталей из алюминиевых сплавов, и может быть использовано на металлур- . гических и машиностроительных заводах.

Цель изобретения — повышение прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в интервале 420-260 С при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличение коррозионной стой-. кости и устранение образования токсичных отходов. Закалочная среда содержит, мас.1: полиэтиленс ксид 0,031,0; оксиэтилированный алифатический спирт 0,50-10,0; вода остальное. Использование предлагаемой закалочной .среды обеспечивает .повышение прока- а ливаемости в 2 раза и позволяет осуществлять закалку деталей и полуфабрикатов вдвое большей толщины при сохранении требуемых физико-механиче", („, ских свойств и увеличивает их коррозионную стойкость. 1 ил., 5 табл. 2 б спла вов, а та кже уст ра нение образо" вания токсичных отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в закалочную среду на основе полиэтиленоксида и воды введен дополнительно оксиэтилированный алифатический спирт при следующем соотношении компонентов, мас.4:

Полиэтиленоксид . 0,03-1,0

Оксиэтилированный алифатический спирт 0,50-10,0

В ода Остальное

В качестве оксиэтилированного алифатического спирта можно исполь1708878 зовать применение в практике как эмульгаторы, смачиватели и обезжириватели спирты общей формулы

С„ Н „,, 0(С Н 0),„Н, например синтанол

ДС-10 (n = 10-1Û, m = 8-10), отно"

5 сящийся к "биологически мягким" поверхностно-активным веществам (биоразлагаемость . 804).

Введение оксиэтилированного алифатического спирта изменило кинетику охлаждения при закалке, изменило расположение и расширило температурную область 1 максимальных скоростей охлаждения и таким образом позволило 15 обеспечить практически соответствие этой области и критического интервао ла температур 420-260 С при закалке алюминиевых сплавов (см.чертеж) . В результате такого изменения температурной области максимальных скоро-, стей охлаждения, возросла средняя скорость охлаждения в интервале

420-260 С. Это обеспечило повышение прокаливаемости в 2 раза, поз- 25 волило осуществлять закалку деталей и полуфабрикатов вдвое большей толщины при сохранении требуемых физико-механических свойств и увеличении коррозионной стойкости. 30

Кроме того, при приготовлении закалочной среды предварительное растворение в воде оксиэтилированного алифатического спирта способствует более легкому растворению полиэтиленоксида.

Закалочная среда испытана в лабораторных и производственных условиях при закалке листовых загоTOSOK H3 c3llfOMI4HNeBblx сплавов Д16, 40

Д19, В95, В93, 1420 толщиной 1-12 мм.

Для проверки были приготовлены

12 составов закалочных сред на основе водных растворов полиэтиленоксида и синтанола ДС-10 (содержание полиэтиленоксида в этих растворах изменялось от 0,03 до 0,5 мас.4„ а содержание синтанола ДС-10 — от

0,5 до 10,0 мас./}, а также 4 известных состава (см.табл. 1) . В каж-. дом составе закаливали по пять пластин.

Эффективность предлагаемой и известной закалочной среды сравнивалась по максимальной величине короб55 пения, скорости охлаждения пластин в критическом интервале температур

420-260 С, механическим и коррозиюъ онным свойствам сплавов (см.табл.2) .

Из табл.2 видно, что наибольшее снижение коробления достигается при закалке в составах 1О, 11, 12.

Коробление при закалке в предлагаемой среде меньше ., чем в известной.

В табл.3 приведены свойства листовых загoTQBQK толщиной 4 мм из сплава Д16Т, В табл.4 приведены механические свойства плиты толщиной 12 мм из сплава В95Т1 после закалки.

Как следует из табл.3 и 4, механические и коррозионные свойства образцов толщиной 4 мм из сплава

Д16Т и толщиной 12 мм из сплава

В95Т1, закаленных в предлагаемых растворах, находятся на уровне свойств образцов, закаленных в воде, соответствуют техническим требованиям и выше, чем свойства образцов, закаленных в известной среде. При закалке образцов аналогичных толщин в известной среде происходит снижение механических свойств для сплава 895Т1 и коррозионной стойкости для сплава Д16Т и их значения не удовлетворяют техническим требованиям.

Необходимые механические свойства и коррозионная стойкость после закалки в предлагаемых растворах достигаются благодаря более высоким средним скоростям охлаждения в критическом интервале температур и более широкому интервалу максимальных скоростей охлаждения (см.табл.5).

Следует отметить, что снижение содержания полиэтиленоксида ниже

0,03 мас.3 и оксиэтилированного алифатического спирта ниже 0,5 мас.i ведет к значительному повышению коробления. Повышение содержания указанных компонент соответственно выше 0,5 мас.3 и 10,0 мас. уменьшает скорость охлаждения в критическом интервале температур, вследствие чего свойства закаливаемых материалов ухудшаются °

Использование предлагаемой закалочной среды позволяет увеличить толщину и расширяет ассортимент полуфабрикатов и марок закаливаемых алюминиевых сплавов и обеспечивает снижение коробления. формула изобретения

Закалочная среда, преимущественно для листовых полуфабрикатов из алю1708878 отходов, она содержит в качестве оксиэтилированного поверхностно-активного вещества оксиэтилированный алифатический спирт при следующем содержании компонентов, мас.Ф:

Полиэтиленоксид 0,03-1,0

Оксиэтилированный алифатический

1О спирт 0,50-10,0

Вода Остальное таблица 1

Принеры исследуеных составоВ эакалочной среды

Солеркание, нас.4, состава 1т

Коипоненты эакалочной среды

0,03 0,10 0,10 0,10 0,10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,03 0,08 О, 10 0 ° 50

0,03 . 0,03

Полиэтиленоксид

Оксиэтилированный алиэатический спирт (синтанол ДС-10) 0,50

0,03

1, 0 5, 0 10, 0 О, 50 1, О 5, О 10, 0 О, 5 1, О 1, О 1,0

98,90 94,90 89 90 99,0 98,50 94,50 89,50 99,47 98,92 98,90 98,50

10,0 О, 50

89,97 99,40

1,О 50

98,97 94,97

99.47

Вода

П р и н е v а н н е. В составах 13-16 коипоненты эакалочной среды: попнэтилсноксид, сксиэтилированный алкилфенбл 10П-10), вода, Табл и ца 2

Коробление пла стин из спла ва Д16Т размером 500)1160110,8 мм

Состав закалочной среды

)1Ъ состава по табл.1

Максимальная величина коробления, мм

Предлагаемая среда

Полиэтиленоксид (ПЗО)

Оксиэтилированный алифатический спирт (синтанол ДС-10)

Вода

Известная среда

Полиэтиленоксид (ПЭО) 13

Оксиэтилированный алкил- 14

4% фенол (ОП-10) 15»

Вода 16""

28,0

24,0

20,0

15,5

П р и м е ч а н и е. Соответствующей звездочкой отмечены сопоставимые составы по концентрации предлагаемой и известной закалочных сред. миния и его сплавов, содержащая полиэтиленоксид, оксиэтилированное поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в интервале 420-260 С при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличения коррозионной стойкости и устранения образования токсичных

2

4

6

8

10"""+

11

26,0

24,0

22,5

20,0

18,0

16,5

14,0

13,5

16,5

12,0

10,5

9,0

1708878

Таблица 3

Механический свойства Корроэионнный свойства

Номер соста

Закалочная среда бв, МПа GÎÄ,ÈÏà ва

= 0,756,,q сутки ь 275 «11 0

300 22,0

1 Технические требования 425

Более 90

Более 90

455

2 Вода

3 ПЭО 0,15 мас.Ф

Синтанол ПС-10 1,5 мас.3.

Вода Остальное

445

285

4 ПЭО 0,1 мас.Ф

Синтанол ДС-10 1,0 мас.Ф

Вода Остальное

454

296

280

440

Та бли ца 4

Механические свойства плиты толщиной

12 мм из сплава В95Т1 после закалки

Закалочная среда

Механические свойства

Технические требования

Вода

Ъ 525

540-570

«460 )7

470-500 10-12

Предлагаемая

Полиэтиленоксид

0,15 мас.б

Синтанол ДС-10

1,0 мас.3

Вода Остальное

Известная

Полизтиленоксид

0,15 мас.3 ,ОП-10 1,0 мас.4

Вода Остальное .

5 ПЭО О, 1 мас.ж

ОП"10 1,0 мас.ь

Вода Остальное

{известная) МКК, мм PCK,балл КР,при G

Отсутству- б ет

Отсутству- 3-6 ет

22,0 Отсутству- 4-6 Более 90 ет

22,5 Отсутству- 3-6 Более 90 ет

22,3 0,2 6-8 Менее 90

Ge МПа G„, МПа 3, Ф

540-560 460-490 10, 5-11

510-530 440-460 10-11

1708878

Табли ца 5

Характеристики охлаждающей способности закалочных сред

Температур ный интервал ма ксимал ьных скоростей охлаждения, ОС

Номер соста

Компоненты среды, мас.4 ва

220-320

450-500

220-320

220-320

220-320

250-370

400-450

250-37О

Известная среда

0,1

1,0

Остальное

О,.1 5

1, О

Остальное

4оо-45о

210-230

710-23"

300-350

0,2

1,0

Остальное

0,1

5,0

Остальное

210-250

260-300

400-45О

210,-230

П р и м е ч а н и е. Соответствующими звездочками помечены сопоставимые составы по концентрациям.

1 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10

ФВода

2 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10 ф4&

Вода

3 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10

Вода

4 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10

Вода

5 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10

Вода

6 Полиэтиленоксид

Синтанол ДС-10

Вода

7 Полиэтиленоксид

ОП-10

Вода

8+" Полиэтиленоксид

ОП-10 . Вода

9 Полиэтиленоксид

ОП-10

Вода

10 Полиэтиленоксид

ОП-10

Вода

Средная скорость охлаждения пластины толщиной

2 мм в критическом интервале тем-. ператур

420-260 с, ОС/с

Предлагаемая среда

0,05

1,0

Остальное 500-550

0,1

1,0

Остальное

0,15

1,0

Остальное 380-400

0,5

1,0

Остальное 200-250

0,1

5,о

Остальное 500-550

О, 15

5,0

Остальное

1708878

Ургия Г с

Составитель О.Сенаторова

Техред л,Олийнык Корректор А.06ру ар

Редактор М.Келемеш

Заказ 781

Тираж Подписное

3ЯЯИПИ Государствонного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1!с ква, Ж-35, Раушская наб,, д.. 4/5

Производственно-издатеп < кий комбинат "Патент", . Ужгород, уп. Гагарина, 101