Закалочная среда

 

1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая метасиликат натрия и воду, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения деформации и предотвращения образования нагара на закаливаемых деталях, она дополнительно содержит гидроокись щелоч .ного металла и полимерную соль лигносульфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Метасиликат натрия 20-40 Гидроокись щелочного металла10-20 Полимерная соль лигносульфоновой кислоты 5-30 ВодаОстальное 2.Закалочная среда по д. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкий натр. 3 .Закалочная среда по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкое кали. 4.Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфо- - новой кислоты она содержит натриевую соль. (Л 5.Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфоновой кислоты она содержит кальций-натриевую соль. а

7217 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I l) 4(51) С 21 D 1/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3325565/22-02 (22) 06.08.81 (46) 15.07.85. Бюл. У 26 (72) А.В. Толстоусов и О.А. Банных (53) 621.78.063.4(088.8) (56) 1. Петраш Л.В. Закалочные среды. Машгиз, 1959, с. 56-58.

2. Авторское свидетельство СССР

М 623881, кл. С 21 D 1/60, 1974. (54)(57) 1. ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА, содержащая метасиликат натрия и воду, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения деформации и предотвращения образования нагара на закаливаемых деталях, она дополнительно содержит гидроокись щелоч- .ного металла и полимерную соль лигносульфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Метасиликат натрия 20-40

Гидроокись щелочного металла 10-20

Полимерная соль лигносульфоновой кислоты 5-30

Вода Остальное .2. Закалочная среда по и. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкий натр.

3. Закалочная среда по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве гидроокиси щелочного металла она содержит едкое кали.

4. Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфоновой кислоты она содержит натриевую соль.

5. Закалочная среда по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве полимерной соли лигносульфоновой кислоты она содержит кальций-натриевую соль.

I 1167

Изобретение относится к термичес- кой обработке металлов,. в частности к эакалочным средам.

Известны закалочные среды, представляющие собой водные растворы силиката натрия или калия (жидкое стекло) с удельным весом 1-0,61,25 г/см Pt ).

Недостатками этих растворов жидкого стекла являются их низкая ста- 10 бильность и образование микротрещин на поверхности закаливаемых иэделий.

Наиболее близкой по своим физико. химическим свойствам к предлагаемой 15 является среда (2 ), представляющая собой водный раствор метасиликата натрия при следующем соотношении компонентов, вес.7:

Метасиликат натрия 40-50 20

Хлористый натрий 10-15

Марганцевокислый калий

Вода

5-8

Остальное

Цель изобретения — уменьшение деформации и предотвращение образо- 45 вания нагара на закаливаемых деталях.

Поставленная цель достигается тем, что в эакалочную среду, содержащую метасиликат натрия и воду, 50 дополнительно вводят гидроокись щелочного металла и полимерную соль лигносульфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.й: 55

Метасиликат натрия 20-40

Гидроокись щелочного металла 10-20

Недостатками известной закалочной среды являются высокая степень деформации деталей после закалки и образование большого слоя нагара жидкого стекла, который может быть полностью удален только химическим травлением и виброгалтОвкой с применением абразивного песка. Наличие нагара жидкого стекла на закаленных деталях исключает проведение 35 процессов гальванопокрытия закаленньм деталей (хромирование, цинкование, никелирование), не дает возможности испольэовать среду в массовом и полночном производстве мел- 40 ких деталей из-за их спекания между собой.

21? 2

Полимерная соль лигносульфоновой кислоты 5-30

Вода Остальное

В качестве гидроокиси щелочного металла используют едкий натр или едкое кали, а полимерную соль лигносульфоновой кислоты берут в виде солей натрия или кальций — натрия.

Добавка гидроокиси натрия обусловлена необходимостью нейтрализации раствора метасиликата натрия. Добавка натриевой или кальций-натриевой соли лигносульфоновой кислоты предназначена для предотвращения образования нагара на закаленных деталяхи уменьшения вязкости среды. Метасиликат натрия, взаимодействуя с солями лигносульфоновой кислоты, образует новое комплексное соединение лигносульфометасиликат натрия, который хорошо растворяется в воде и не образует нагара на закаленнык деталях. Дериватографические исследования подтвердили образование лигносульфометасиликата натрия, который имеет свои физико-химические параметры: температуру плавления, вязкость, растворимость в . воде и т.д.

Проведены лабораторные испытания известной и предлагаемой сред при идентичных условиях. В роликах из стали 651 (ГОСТ 13568-75) замеряли зазор в стыке до термообработки, после термообработки производили замер зазора и твердости в двух исследуемых средах. Определяли толщину образовавшегося после закалки нагара на деталях. Нагрев роликов под закалку осуществляли в электропечи до 810-830 С.

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, применение предлагаемой среды уменьшило деформацию ролика в 3,7 раза, увеличило твердость в 1,3 раза, полностью исключило образование трудноудаляемого нагара, дало возможность использовать данную среду при закалке деталей в массовом производстве, исключая процесс спекания мелких деталей. Детали после закалки и промывки в воде имели чистую поверхность без следов нагара.

Оптимальный состав предлагаемой эакалочной среды следующий: едкий натр 10-20Х, при меньшем содержа67217

55 2,1

56 2,0

0,12

0,18

0,27

0 ° 21

0,06

0,19

0,13

1,9

Мар ганцевокислый калий

0,17

0,11

0,21

0 ° 15

0,18

0 ° 12

0,09

О, 15

0,07

0,13

0,06

Марганцевокислый калий

0,12

0,06

40 3,2

39 3,1

0,16

0 ° 10

0,06

63 Нагар не обра"

62 зуется

0,11

0,05

0,10

0,04

0,09

0,05. 0,07

0,12

Остальное

Вода

0,05

0,10

3 11 нии не происходит полная нейтрализация, при содержании более 20Х сильно увеличивается кислотность среды, натриевая соль лигносульфоновой кислоты 5-30Х, при меньшем содержании увеличивается деформация деталей и образуется тонкий нагар, при содержании более 30Х увеличивается вязкость, снижается твердость.

Использование предлагаемой закалочной среды по сравнению с известной обеспечивает уменьшение дефорI

Прототип

1 Метасиликат натрия 40

Хлористый натрий 10

Вода Остальное

2 Метасиликат натрия 50

Хлористый натрий 15

Вода Остальное

Предлагаемый

3 Метасиликат натрия 20

Едкий катр 10

Натриевая соль лигносульфоновой кислоты 5 мации закаливаемых деталей, исключает операции химического травления и абразивной зачистки деталей после закалки. Кроме того, возможно наносить гальванические покрытия (никелирование, хромирование,. цинкование) на детали после закалки.

Предложенную среду можно исполь>б зовать в массовом и поточном производстве мелких деталей благодаря отсутствию спекания и коагуляции жидкого стекла

54 2,3

57 2,2

36 3,1 36 3,0

35 2,9

1167217

0,09

0,04

Едкий натр 15

0,08

0,03

0 05

0,09

0,04

0,10

0,05

Вода

Остальное

0,09

0,04

58

0,07

0,02

Едкий натр

0,08

0,03

0 05

Остальное

Вода

Составитель А. Секей

Техред М.Кузьма

Корректор А. Зимокосов

Редактор Т. Колб

Подписное

Заказ 4758 Тираж 553

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3$, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

4 Метасиликат натрия 30

Натриевая соль лигносульфоновой кислоты

S Метасиликат натрия 40

Натриевая соль лигносульфоновой кислоты 30

0,06

0,09

0,06

0,01

0,04

0,01

l !

Нагар образу60 ется

Нагар не образу57 ется

59