Закалочная среда

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 0 1/58

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) („) П ИСАН И Е И ЗО БР ЕТЕ Н И

К ПАТЕНТУ (g 1) 4929414/02 (2) 07.02.91 (46) 07,03.93. Бюл, № 9 (71) Производственное объединение "Ижмаш" (72) B.Ï, Степанов и В,Я. Баранцев (13) Частное предприятие "МАГ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1541285, кл. С 21 D 1/60, 1990. (54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА ф7) Изобретение относится к термической обработке металлов, в частности к закалочИзобретение относится к термической рбработке металлов, в частности к закалочНым средам на масляной основе.

Цель изобретения — защита поверхности детали от коррозии, обеспечение высокой адгезии образующейся в процессе термообработки в эакалочной среде на ос,нове масла блестящей черной пленки и расширение номенклатуры обрабатываемых деталей за счет обеспеченной воэможности получения защитных пленок в процессе тер;мообработки для деталей, к которым предь, являются высокие требования отсутствия коррозии после закалки, Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда, содержащая миниральное масло, отличается тем, что, с целью повышения качества закаливаемых изделий путем создания декоративной, коррозионно-устойчивой пленки, закалочная среда дополнительно содержит серу, уротропин и соединения шестивалентного хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сера 3,0-6,0

Уротропин 1,5 — 2,5

„„ „„1801130 АЗ ным средам на масляной основе, наиболее эффективно использование и редложен ного состава в тех случаях, когда необходимо в процессе термообработки получить декоративное коррозионно-стойкое покрытие и когда обработке подлежат детали с высокими требованиями к коррозии в закалочной среде, Закалочная среда содержит масло и пленкообраэующие добавки в следующем соотношении, ь: сера 3-6; уротропин 1,52,5; соединения шестивалентного хрома 16; остальное масло. 1 табл.

Соединения шестивалентного хрома 1,0-6,0

Масло Остальное причем в качестве соединений шестивалентного хрома она содержит вещества из группы хроматы и бихроматы калия, натрия, аммония или ингибитор коррозии ЛЭР-1.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного состава закалочной среды введением новых компонентов, а именно: серы, уротропина, соединений шестивалентного хрома.

Анализ известных составов закалочных сред показывает, что закалочные среды, содержащие пленкообразующие добавки, которые обеспечивают защиту поверхности деталей за счет образования пленки в процессе термообработки, по составляющим компонентам и основе закалочной среды не имеют ничего общего с предложенным (см. например, а.с. № 1180390, 908854, 971895, MKI С21 D 1/60), т,к. известные закалочные среды образованы на основе воды с различными пленкообразующими добавками, Кроме того, по сравнению с известными

1801130 предложенный состав закалочной среды на основе масла имеет технические преимущества перед известными, заключающиеся в том, что в случае использования закалочной среды на основе масла с перечисленными добавками значительно расширяется номенклатура обрабатываемых деталей за счет возможности обрабатывать в таком составе детали с повышенными требованиями к коррозии во время закалки. Максимальная толщина пленки, которая, например, может быть получена при использовании закалочной среды, известной по авт.са. М 1180390; кальций-натрийаммониевая соль 3-20 ; карбит 1-15 ; остальное вода, равна от 5,08 до 14,6 мкм, в то время как при использовании закалочной среды на основе масла с предложенными компонентами толщина пленки равна 10 — 50 мкм, Таким образом, предлагаемый состав закалочной среды позволяет обеспечить защиту пленки в закалочной среде на основе масла, причем большей значительно толщины и с хорошей адгезией.

Нагрев детали производят в печи с регулируемой атмосферой до 820 — 860 С, а закалку производят в испытуемой закалочной среде. На основе изучения, сопоставления и систематизации экспериментальных данных были установлены значения нижних и верхних граничных данных процентного содержания компонентов закалочной среды, ниже и выше которых получаемая пленка не соответствует требованиям декбративного покрытия с хорошей адгезией и коррозионной стойкостью, Так, состав с минимальными значениями компонентов будет следующим, мас, :

3,0

1,5

Сера

Уротропин

Соединения шестивалентного хрома

Индустриальное масло

6,0

Остальное

При содержании в растворе серы менее

3 мас, пленка образуется неравномерная и не сплошная. Это легко проверяется, если на поверхность детали капнуть CuS04, при этом четко наблюдается омеднение детали.

Уротропин добавляется в качестве ускорителя и поддерживает закалочную среду во взвешенном состоянии. При содержании менее 1,5 его действие значительно снижается, В качестве ингибитора коррозии могут быть взяты соединения шестивалентного хрома, например бихромат калия или натрия, или аммония, или ЛЭР-1, который экологически безвреден, 4,0-5,0

2,0

При содержании в растворе менее 1 ф ингибитора коррозии коррозионные свойст ва пленки неудовлетворительны.

Состав закалочной среды с максималь ными крайними значениями составляющи> следующий, мас. ф :

Сера 6,0

Уротропин 2,5

Соединения шестивалентного хрома 6,0

Масло Остальное

При содержании серы б закалочная суспензия становится пересыщенной. Поэтому раствор для изготовления нерациона15 лен. При содержании уротропина свыше

2 5 воздействие его не улучшается, Содержание ингибитора коррозии в суспензии более 6 мас., экологически не желательно, а в случае использования ЛЭР-1 не выгодно из-за перерасхода материала.

Состав закалочной среды, при котором получается пленочное покрытие с наилучшими характеристиками по адгезии, коррозионной стойкости, механической прочности и декоративности следующего содержания, мас, :

Сера

Уротропин

Соединения шестивалентного хрома 3,0

Масло Остальное

Определение сплошности пленочного покрытия производилось следующим образом; поверхность контролируемой детали

35 обезжиривается бензином и протирается насухо, На испытуемую поверхность детали наносят три капли 5 -ного раствора сернокислой меди. Через 20 мин после нанесения капель они удаляются ватным тампоном и

40 поверхность осматривается невооруженным глазом. Если в местах нанесения капель не обнаруживается медь, покрытие считается удовлетворяющим техническим требованиям.

45 Поверхность покрытия изучали на бинекулярном микроскопе МБС-9 (увеличение до

100 крат). Металлографически анализ проводили на нетравленных и травленных микрошлифтах с помощью микроскопа МИМ-7.

50 Твердость образцов после закалки измеряли микротвердомером модели ПМТ-3. Декоративность пленки и коррозионные свойства определяли по ГОСТ 9.302 и ОСТ

В 3-9026-87. Данные экспериментов по отработке составов закалочной среды на основе масла приведены в таблице с основными характеристиками получаемой в процессе термообработки детали.

Состав закалочной среды, при котором получается пленочное покрытие с наилуч1801130

Состоя н. покрытия

Коррозион. стойк, Режим отпус., С

Марка стали

Механич. Толщина

Режим закал., С акалочная среда, мас.7 покрытия, мкм св-ва, МПа

Аналог:

Масло

М ногозол ьн.

320

780

840

Покрытия нет

480

860

Покрытия нет

820

860

820

480

Пленки нет

7 — 12 сплош.

280

820

780

Удовл. стивалснт, хрома 3

Масло Остальн.

Не удовл. о 12 не сплош, 790

360

840

35 шими характеристиками по адгезии, коррозирнной стойкости, механической прочности и декоративности следующего состава, мас. : сера 4-5, уротропин 2, соединения шестивалентного хрома 3, масло остальное, Состав рекомендован к внедрению.

Использование заявляемого изобретенИя позволит: получить в процессе термообработки в закалочной суспензии на основе масла защитную декоративную, коррозионно-устойчивую пленку с хорошей адгезией и вь сокими механическими характеристиками; предложенного состава закалочная среда позволяет получить пленку в процессе термообработки на деталях с высокими требованиями к коррозионной стойкости после закалки; в предлагаемой закалочной суспензии мржно получить пленку до 50 мкм.

Сульфинат кальция 4 — 15

Масло Остальн.

Прототип

0,2 Д-й полиакриламид гидролизованный с 0,13 $

Алкилсульфат натрия 3 — 10

Масло Остал, Сера 3

Уротропин 1,5

;Соединения шестивалент. хрома 1

Масло Остальн.

Сера 2

Уротропин 2

Соединения шеФормула изобретения

1, Закалочная среда, содержащая масло, отличающаяся тем, что, с целью

5 повышения качества закаливаемых изделий путем создания декоративной, коррозионно-устойчивой пленки, она дополнительно содержит серу, уротропин и соединения шестивалентного хрома при следующем соот10 ношении компонентов, мас. ф,:

Сера 3 — 6

Уротропин 1,5 — 2,5

Соединения шестивалентного хрома 1 — 6

15 Масло Остальное.

2. Среда по и. 1, о тл и ч а ю ща я с я тем, что в качестве соединений шестивалентного хрома она содержит вещества из группы хроматы и бихроматы калия, натрия и

20 аммония.

1801130

Продолжение таблицы

Сера 3

Уротропин 1

Соединения шестивалент. хрома 3

Масло Остал.

Сера 3

Уротропин 2

Соединения шеНе равномерн, 360 до 12

840

780

Не удов.

35 до 26 Не сплош.

360

780

840

Не удовл.

12 — 28 Сплош, 850-960

860

480

Удовл, 14 — 30 Сплош.

860 †9

820

260

Удовл.

30ХРА

840

360

780 до 15 Не сплош.

Не удовл.

360

780 до 50

Сплош.

840

Удовл. о 50 Сплош.

860

480

840

У овл, Редактор

Заказ 1186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стивалент. хрома 1

Масло Остал, Сера 4

Уротропин 2

Соединения шестивалент. хрома 6

Масло Остал, Сера 3

Уротропин 2

Соединения шестивалент. хрома 7

Масло Остал.

Сера 7

Уротропин 2,5

Соединения шестивалент. хрома 7

Масло Остал, Сера 6

Уротропин 2,5

Соединения шестивалент. хрома 6

Масло Остал, Составитель В. Степанов

Техред М.Моргентал Корректор С. Патрушева