Среда для закалки сталей

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, используемым при термообработке углеродистых и легированных сталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды. Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила с соотношением звеньев мономеров 8 сополимере (90:10) -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (1И (51)4 С 21 D 1 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3951618/22-02 (22) 02.09. 85 (46) 15.03.87. Бюл. 11 10 (71) Ярославский моторный завод, Ярославский политехнический институт и Научно-исследовательский институт монометров синтетического каучука (72) К.Д.Русов, О.К.Швецов, В.Л.Цайлингольд, E.Ï.Êîïûëîâ, С.Г.Едемкий, А.А.Ершов, Е.Ю.Дуросова, А.К.Русов, Т.И.Бычкова, В.В.Куликов, Г.Н.Пекин и Н.К.Ромазан (53) 621.78.08(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 469758, кл. С 21 D 1/56, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 775146, кл. С 21 D 1/60, 1975. (54) СРЕДА ДЗИ ЗАКАЛКИ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, используемым при термообработке углеродистых и легированных сталей, Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды. Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет) акриловой кислоты и акрилонитрила с соотношением звеньев мономеров в сополимере (90: 10) (50:50) по массе соответственно и концентрацией О, 1-10,0 мас. %. Использование данной среды позволяет расширить номеклатуру марок углеродистых и легированных сталей (ст. 45, 65Г, У10, 40Х, 7Х3, ХВГ) и деталей сложной Формы прн получении высоких механических свойств, а также повысить стабильность и уменьшить потери полимера при закалке. 5 табл.

1 12966

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к закалочным средам, используемым при термообраб от ке угле р одис тых и л е гир о в а нных сталей. 5

Целью изобретения является расширение технологических возможностей закалочной среды.

Закалочная среда содержит водный раствор сополимера (мет)акриловой 10 кислоты с акрилонитрилом концентрацией 0,1-10 мас.Х

Изобретение осуществляется следующим образом.

Описываемая среда исследовалась по закаливаемости, прокаливаемости и влиянию на трещинообразование, а также по сохранению закалочнык свойств в процессе ее эксплуатации.Полученные данные сравнивались с результатами аналогичных исследований известной эакалочной среды, представляющей собой водный раствор полимера: гипана (гидролизованный полиакриламид), Использование сополимера (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила с соотношением звеньев мономеров в сополимере (90:10)-(50:50) по массе соответственно и концентрации О, 110 мас. Х в водном растворе закалочной среды позволяет получить эакалочную среду с охлаждающими свойствами, обеспечивающими закалку широкой номенклатуры углеродистых и легированных сталей погружением в ванну и 35 душем, а также резко уменьшить потери полимера из-за выноса его на обрабатываемых деталях.

Сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом представляет собой . 40 водорастворимый продукт, который полу чают радикальной сополимеризацией указанных мономеров. Для получения растворов повышенных концентраций растворение ведут в щелочной среде. 45

Предел соотношения звеньев мономеров (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила (50:50) по массе обусловлен тем, что сополимер с содержанием звеньев акрилонитрила более 50 мас.Х 50 нерастворим в воде.

При содержании звеньев мономера (мет)акриловой кислоты более 90 мас.X по отношению к мономеру акрилонитрила резко ухудшаются охлаждающие свойства эакалочной среды при закалке погружением в ванну (увеличивается скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения сталей), Раствор сополимера с концентрацией

0,1-10,0 мас.Х и при соотношении звеньев мономеров в сополимере от

90;10 до 50:50 позволяет регулировать скорость охлаждения в широких пределах и испольэовать закалочную среду для закалки легированных и углеродистых сталей как при индукционной поверхностной закалке, так и при объемной закалке погружением в ванну.

При концентрации раствора сополимера менее О, 1 мас.Х охлаждающие свойства закалочной среды близки к воде, что вызывает усиленное трещинообраэование, особенно деталей сложной формы. Использование предлагаемой закалочной среды с концентрацией сополимера более 10 мас.Х нецелесообразно вследствие высокой вязкости раствора, что недопустимо снижает скорости охлаждения не только при погружении в ванну, но и прн душевом охлаждении.

Исследуемые закалочные среды представлены в табл. 1, Среды составов 1, 2, 3 и 9 испытывались при закалке углеродистых сталей погружением в ванну. Результаты испьгганий приведены в табл. 2.

Среды составов 3, 4, 5, 9 и 10 испытывались при закалке легированных сталей погружением в ванну. Результаты йспытаний приведены в табл. 3.

Среды составов 4, 8 и 9 испытывались при поверхностной закалке деталей сложной формы иэ углеродистой стали с охлаждением душем. Результаты испьгганий приведены в табл. 4.

Среды составов 5, 6, 7, 8 и 10 испытывались при поверхностной закалке деталей сложной формы из легированной стали с охлаждением душем.

Результаты испьгганий приведены в табл. 5.

Сохранение постоянной концентрации эакалочных растворов предлагаемой среды в процессе закалки обусловливается б.лстрым растворением сополимера в воде в конце процесса закалки, что в значительной мере сокращает его вынос из раствора.

Как видно, из табл. 2, 3, 4 и 5, предлагаемая закалочная среда обеспечивает качественную требуемую объемную и поверхностную закалку широкой номенклатуры углероднстьж и легиро12966О3 4 нт- среды 7-9); способностью растворять ч- водорастворимые низкомолекулярные добавки (например, этилен, диэтиленгликоль, глицерин и др.), которые могут повысить стабильность технолоа ; нетоксичностью

Таблица 1

Исследуемая закалочная среда

Показатель

3 4 5

6 7

9 10

Раствор сополимера (мет)акриловой кислоты и акрилонитрила с концентрацией, мас. Х

Оэ05 Оэ 1 0*5 1*0 1ю5 10 11

Водный раствор гипана с концентрацией, мас.X

0,1

1 2

Таблица 2

Образование трещин

Твердость Твердость поверхности сердцевины

Марка стали

Среда

53-60

54-57

Есть

30

Нет

45 ванных сталей при стабильной конце рации закалочных растворов с разли ной концентрацией.

Расширение технологических возможностей описываемой закалочной среды заключается в увеличении числ марок углеродистых и легированных сталей (ст. 45, 655, У10, ЧОХ, 7ХЗ, ХВГ), а также деталей сложной формы (распределительный вал, венец маховика), на которых голучены высокие механические свойства .и отсутствуют трещины в сравнении с известной закалочной средой.

Предлагаемая закалочная среда ха" 15 рактеризуется относительно низкой электропроводностью, что обеспечивает надежную работу высокочастотных закальчных установок, химической нейтральностью по отношению к обрабаты- 20 ваемым деталям и оборудованию (рН

Формула изобретения

Среда для закалки сталей, включающая водный раствор полимера, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в качестве полимера она содержит сополимер (мет)акриловой кислоты с акрилонитрилом с соотношением мономерных звеньев (90: 10) (50:50) по массе соответственно и с концентрацией сополимера О, 1

10,0 мас Л.

1296603

Продолжение табл.2

Среда

10-15

45

Нет

65Г 64-66

У10 64-66

Нет

Нет

П р и м е ч а н и е. Образцы ф 25 мм, f = 50 мм

Таблица 3

Среда

Нет

40Х

Нет

40Х

Нет

7ХЗ

Есть

7ХЗ

Есть

7ХЗ

Нет

Есть

60-63

Есть

60-62

ХВГ

П р и м е ч а н и е. Образцы g 25 мм, t = 50 мм

9 (известная) 9 (известная) 9 (известная) 10 (известная) 9 (известная) 10 (известная) Марка стали

Марка стали

Твердость поверхности

Твердость поверхности

25-27

58-59

60-61

61-64

Твердость сердцевины

Твердость сердцевины

Образование трещин

Образование трещин

12Чбб03

Таблица 4

Среда

Материал, деталь

56-58

Нет

58-61

Есть

55-57

Нет

52-56

Нет

56-59

Есть

54-57

Есть

Таблица 5

Твердость поверхности

Материал, деталь.Среда

60 ХФШ, вал коленчатый

ЯМЗ-240 (беговые дорожки, 64-65 с буртами) Нет

8 .(известная) 60 ХФШ вал коленчатый

Есть

10 (нзвестная) 60 ХФШ вал коленчатый

Есть

62-64

Нет

59"62

Пятнистая закалка

Нет

8 .(известная) 7ХЗ, образец ф 25 мм, f=50мм

60-61

Есть

10 (известная) 7ХЗ, образец ф 25 мм, К=50мм

58-61

Есть

ВНИИПО Заказ 720/30 Тираж 550 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

8 (известная) 9 (известная) 8 (известная) 9 (известная) Ст. 45, вал распределительный

Ст. 45, вал распределительный

Ст. 45, вал распределительный

Ст. 45, венец маховика

Ст. 45, венец маховика

Ст. 45, венец маховика

7ХЗ, образец ф 25 мм, 3 = 50 мм

7ХЗ, образец ф 25 мм, ь = 50 мм

Твердость поверхности

63-65

58-65

Образование трещин

Образование трещин