Нагревательная среда для термической обработки изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09} (11}

Э(51} С 21 П 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3315432/22-02 . (22) 07.07.81 (46) 30.04.83, Бюл. }} 16

<72) A.Ã.Карпов, В.И.Бодриков, Г.С.Тимофеева, Е.A.×åðíûøåâ, A.Ñ.Øàпатин, Г.Я.Жигалин и М.Б.Лотарев (53) 621.78.063:4(088 ° 8) (56) 1. Соколов К.Н, Оборудование термических цехов. Машгиэ, 1957, с. 113-114. . 2. Лейканд М.С. Вакуумные печи.

"Энергия", 1968, с. 181-191.

3.. Гуляев A.Ï. Термическая обработка стали; М., Машгиэ, 1960, с. 263-264, 269.

4 ° Рустем С.Л. Оборудование термических цехов. М., "Машиностроение", 1971, с. 62-63.

5. Соболевский М.В. и др. Свойст.— ва и области применения кремнийорганических продуктов. М., "Химия", 1975, с. 104, 289.

6. Патент США }} 2742382, кл. 148-20;6, опублик. 1956. (54) НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Применение кремнийорганических жидкостей в качестве нагревательной срЕды для термической обработки иэделий.

1014929

Изобретение относится к машиностроению, особенно приборостроению и может быть использовано при термической обработке (отпуске, старении) .деталей иэ сталей и сплавов. различные способы термической обработки, применяемые во многих отраслях промышленности, обычно производятся в воздушных нагревательных печах, в печах с защитной атмосферой, предохраняющей детали от 10 окисления, в вакуумных печах, в соляных и масляных ваннах. В абсолютном большинстве случаев при термической обработке требуется: точное поддержание температуры и времени 15 выдержки, высокая скорость прогрева до установленного температурного режима и окончания его, равномерность прогрева по всему объему детали, отсутствие окисной пленки. 20

Известна термическая обработка в воздушных печах (1).

Недостаток воздушной нагреватель- ной среды заключается в том, что скорость и равномерность прогрева деталей, а также точность поддержа,ния температуры, не достигает желаемого..

По этой причине при низком и среднем отпуске велики поводки,,.особенно тонких деталей с развитой поверхностью, значительна неоднородность структуры и свойств деталей.

Кроме того, на поверхности деталей, например, из бериллиевОй бронзы образуется окисная пленка. Велики материальные и трудовые затраты на ее снятие.

m = 0-30, n q 0-30, в качестве гидравлических жидкостей основы масел и смаэок и т.п. $5), Также известно, что кремнийорганическую жидкость используют для предохранения поверхности металлических изделий от окисления при нагреве до высоких температур 1 6). Цель изобретения — повышение качества изделий путем улучшения механических свойств и структурного состояния материала в результате нагрева при термической обработке различных сталей и сплавов непосредственно в жидкости, при этом обеспечивается высокая производительность. Все это дает воэможность получить высокое

40 качество термически обработанных деталей.

Для достижения укаэанной цели в качестве нагревательной среды при термической обработке стали и спла45 вов применяют кремнийорганические жидкости, Кремнийорганические жидкости нетоксичны, обладают высокой термической стабильностью, хорошими тепло50 физическими характеристиками.

Пример 1. Производят термическую обработку (старение) мембран, .изготовленных из бериллиевой бронзы.

Нагрев образцов осуществляют в полиметилфенилсилоксановой жидкости

ПФМС-4 при 350 С в течение 4 ч, По окончании выдержки детали охлаждают на воздухе. При указанной термической обработке, а также при увели60 чении времени выдержки до 10 ч мембраны имеют хорошие механические характеристики и улучшенную корроэионную стойкость. При выдержке мембраны, прогретой в кремнийорганической жид65 кости, во влажной камере при 60О С

Известна термическая обработка в вакуумных печах (2).

При этой обработке поверхность деталей светлая, но все остальные показатели качества обработки резко ухудшаются в связи с уменьшением скорости прогрева и увеличением: его неравномерности.

Известна термическая обработка изделий в соляных и селитровых ванных (3).

Недостаток термической обработки в расплавах солей заключается в том, что использование для нагрева соляных ванн хотя и обеспечивает быстрый равномерный прогрев деталей и достаточно точное поддержание режимов, однако не удается избежать образования на поверхности деталей окисной пленки, а снятие ее с деталей, выполненных с высокой точностью например в приборостроении, не" допустимо, так как это приводит к изменению размеров, а следовательно, и геометрии.

Известна термическая обработка изделий отпуск,cтаpeниe} в масляных ваннах f4 ).

Недостаток масляных ванн — невозможность использования при температурах выше 260 С ввиду возгорания масел.

Известно применение кремнийорганических жидкостей общей формулы г: г >4 !

"Ра" ъ $iO (fi0)m (!!iO)„fiВ1Зг R> ! !

В, З, 5 где Н,! - одинаковые или различные одновалентные алкильные или арильные радикалы, причем Н и R3 могут быть связаны в гетероциклический радикал, например, вида

1014929

20 бн, Ь (ббН5) 25

4H — @О 4Н3

ЗФ (64Я ) 2 ((0)8 (1 0) 3 н-3

ПФМС-4

Вакуум

Показатели

75-85

83-85

Циклическая прочность при напря- . жении. 60,5 кг/ммкф), 15120

17560.

Составитель A. Секей

Редактор С. Юско Техред A.Ач Корректор A. Повх

Заказ 3137/23. Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в течение 3 сут, она не изменяет цвета своей, поверхности, в то время как на мембране, состаренной в вакууме, появляются темные пятна с неровными . краями. Кроме того, мембраны, состаренные в кремнийорганической жидкости, имеют совершенно светлую без окисной пленки поверхность. .П р и м е. р 2..Аналогичво примеру 1 производят старение образцов из стали 20х13 в кремнийорганической 10 жидкости, сополимер 2/300 при 250 С в течение 2 ч. После прогрева образцы имеют. хорошие механические пока- затели и светлую поверхность беэ окисной пленки. . 15

Пример 3. Аналогично примеру 1 производят старение образцов из стали ЭП-318 в кремнийорганической жидкости формулы

После прогрева образцы имеют хорошие механические свойства и на них также отсутствует окисная плен- 30 ка, поверхность была светлая..

В таблице приведены сравнительные механические свойства бериллиевой бронзы после термической обработки в вакуумной печи и в кремнийорга- 35 нической жидкости ПФЯС-4 при 340 и

350 С в течение 3 ч.

Иэ таблицы видно, что предел упругости при термической обработке

Предел упругости при остаточной деформации 0,002% (р, (О, 002) кг/мм в жидкой среде выше, чем при термической обработке в вакууме, а цикли-. ческая прочность также выше примерно на 10%.

Таким образом, использование кремнийорганических жидкостей в качестве нагревательной среды при термической обработке позволяет обеспечить комплекс всех требований, предъявляемых при термической обработке деталей, во всем объеме высокую точность поддержания темпе-. ратуры(1 — 2 С), равномерный прогрев и безопасные условия работы.

Применение кремнийорганических жидкостей в качестве среды при термической обработке деталей из сталей и сплавов позволяет получить высокие механические свойства и однородность структуры вследствие .рав- . номерного:прогрева деталей и высокой точности поддержания температурного режима> снижение трудоемкости по сравнению с термической обработкой в воздушных электрических печах в связи с сокращением времени прогрева и охлаждении деталей, так как в данном случае затрачивается лишь чистое время выдержки при рабочей температуре; сокращение материальных затрат вследствие экономии электроэнергии и инертных газов; улучшение корроэионной стойкости; исключение операции химического травления и сопутствующих операций (осветления ) в результате получения светлой поверхности, снижение расхода металла, так как нет необходимости в припуске на окисление, который составляет 5-8 мкм по толщине.