Способ контроля охлаждающей способности закалочной среды

 

Изобретение относится к контролю термической обработки стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении котлов, подшипников и других изделий. Цель изобретения - сокращение времени и повьшение точности измерений. Для оценки охлаждающей способности закалочной среды на основе водных растворов полимеров в качестве модели используют несколько цилиндров с величиной отношения площади их поверхностей к массе, эквивалентной аналогичному отношению реального изделия, для которых опредяют количество циклов нагрева и охлаждения до достижения критической скорости охлаждения материала изделия, при этом после каждого цикла охлаждения модели с ее поверхности удаляют осажденную пленку полимера, а после достижения критической скорости охлаждения определяют суммарную максимально допустимую массу закаливаемого в среде металла как произведение массы модели на количество циклов закалки модели и на коэффициент пропорциональности, учитывающий соотношение объемов закалочной среды для закалки реального изделия и модели . 2 ил. 1 табл. е О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4257631/23-02 (22) 08, 06 . 8 7 (46) 23, 12.88. Бюп. и 47 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) П.M.Ëoïàòèí и М,Н.Íåñòåðîâ (53) 621, 785. 79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1057557, кл . С 21 0 1/56, G 01 N 25/00ь 1983

Петраш А. В. Закалочные среды. Маш— гиэ, 1959, с. 85. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАКАПОЧНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к контролю термической обработки стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении котлов, подшипников и других изделий. Цель изобретения — сокращение времени и повышение точности измерений ° Для оценки охлаждающей способности закалочной среды

„„SU„„1446173 А1 (50 4 С 21 D 1/60 G 01 N 33/20 на основе водньм растворов полимеров в качестве модели используют несколько щ линдров с величиной отношения площади их поверхностей к массе, эквивалентной аналогичному отношению реального иэделия, для которых опредяют количество циклов нагрева и охлаждения до достижения критической скорости охлаждения материала изделия, при этом после каждого цикла охлаждения модели с ее поверхности удаляют осажденную пленку полимера, а после достижения критической скорости охлаждения определяют суммарную максимально допустимую массу закаливаемого в среде металла как произведение массы модели на количество циклов закалки модели и на коэффициент пропорциональности, учитывающий соотношение объемов закалочной среды для закалки реального изделия и модели. 2 ил. 1 табл.

1446173

Изобретение относится к области контроля термической обработки стали и может быть использовано в машиностроении при изготовлении кот5 лов, подшипников и других изделий.

Цель изобретения — сокращение времени и повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена модель в сборе, на фиг. 2 — вид А на фиг.1, 10

Способ определения охлаждающей способности полимерной закалочной среды реализуется следующим образом.

В бак заливают закалочную среду, приготовленную на основе деполимери — 15 зованного водного раствора полимера натрийкарбоксиметилцеллклозы. Объем закалочной среды V, выбирается 1:10 по отношению к массе закаливаемых

1деталей из условия обеспечения рабо- 20 тоспособности среды, т.е. чтобы не допустить перегрева среды в процессе закалки, Дпя проведения испытаний выбирают модель. Модель выполняют в виде дву ц линдров 1 и 2, 25 вставленных в друг друга, и внутреннего стержня 3, соединенного с основанием 4. Размеры модели выбирают та— кие, чтобы отношение площади ее поверхностей к массе было эквивалентным 3" . отношению площади к массе реальной детали, т е. Я /Р = S д /Рр . Последнее необходимо для увеличения площади поверхности закаливаемой модели, что способствует более быстро- 35 му выносу полимера из среды и в то же время соответствует условиям закалки реальной детали.

Модель устанавливается в печь для нагрева, Нагрев осуществляется до 40 температуры закалки реальной детали, После нагрева модель извлекают из печи и помещают в бак с закалочной сре, дой. После охлаждения на ее поверхности образуется пленка полимера, ко-45 торую после извлечения модели из бака смывают водой. Затем модель вновь устанавливают в печь для последующего цикла нагрева. Периодически через некоторое число циклов проверяется ско-50 рость охлаждения модели в среде. Проводят такое количество циклов закалки модели, пока скорости охлаждения не достигнут критических значений

V„ . Дальнейшее использование среды кр ° после этого невозможно, так как вызывает трещинообразование на деталях.

Для последующей эксплуатации закалочной среды необходимо:осуществлять . корректировку еу состава. Зная вес модели Р„, количество циклов п, определяют суммарную массу металла, закаленного в экспериментальном закалочном баке с объемом среды V

Зная объем бака в промышленных условиях Ч„, рассчитывают величину суммарной максимально допустимой массы (СМДМ) М закаливаемьы деталей применительно к этому баку:

Мс= mñ Кэ где К коэффициент пропорциональности, учитывающий соотношение объемов закалочной среды для закалки реальной детали и модели, т.к. К = — Unp/Vc, Пример . Охлаждающую способность среды определяют применительно

:к изделиям, представляющим собой ролики диаметром 10 и длиной 50 мм, с величиной отношения площади к массе S/Ð = 0,53. Дпя определения охлаждающей способности среды модель изготовляют из стали Х18810Т с величиной отношения площади к массе 0,53.

Учитывая вес модели, равный 5,87 кг, в бак заливают 60 л закалочной среды, изготовленной на основе 2Х-ного водного раствора полимера натрийкарбоксиметилцеллюлозы. Закалочная среда обеспечивает оптимальные скорости охлаждения в интервале температур перлитного и мартенситного превращений. Модель нагревают до 850 С.

После нагрева ее извлекают из печи и помещают в бак с закалочной средой.

После охлаждения до температуры среды модель извлекают из бака и смывают водой образовавшуюся на ее поверхностях полимерную пленку. Через каждый 50 циклов закалки проводят определение скорости охлаждения в среде. По достижении критических скоростей охлаждения 10 град/мин в перлитном и 1,6 град/мин в мартенситном интервалах эксперимент прекращают, что наблюдается после 716 циклов закалки. Зная вес модели Р р. = 5,87 кг, количество циклов и = 716, определяют суммарную максимально допустимую массу металла, закаленного в экспери1446173

m,=Р п=4,2т, Рм и 1 ар(Чс ф где Р„ и

30 Пр

V с

Свос

978 0,53 60

5870 0,53 60

4296 12

Иэвествив 5!8

Предвегееицй 3111

4200 ментальном закалочном баке с объемом среды 60 л:

Зная объем бака в промышпенных условиях V = 10000 л, рассчитывают величину СМЦМ закаливаемых деталей применительно к этому баку:

М = ш .К = 4,2 10000/60 = 700 т.

Результаты испытаний способа представлены в таблице.

Таким образом, установлено, что в реальных условиях производства в закалочном баке объемом. 10 м можно без корректировки состава закалочной среды закалить 700 т металла. При этом предлагаемый способ позволяет сократить время на определение. закалочной способности среды в шесть раэ.

Формула изобретения

Способ контроля охлаждающей способности закалочной среды преимущественно на основе водных растворов полимеров для закалки стальных изде,.лий, включающий предварительное изготовление металлической модели в виде цилиндра, нагрев модели до температуры закалки материала изделия, охлаждение в закалочной среде с заданным объемом, измерение скорости охлаждения, определение суммарной максимально допустимой массы закаливаемых изделий для заданного объема закалочной среды, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

1О сокращения времени и повышения точности измерений, в качестве модели используют полые цилиндры с величиной отношения площади их поверхности .к их массе, равной отношению площади

15 поверхности изделия к его масСе, нагрев и охлаждение осуществляют многократно до достижения скорости охлаждения, равной критической скорости для материала изделия, причем после

20 каждого охлаждения с поверхности модели удаляют полимерную пленку, а суммарную максимально допустимую массу закаливаемых изделий определяют из соотношения масса модели; количество циклов нагрева и охлаждения, объем эакалочной среды при закалке изделия; объем закалочной среды при закалке модели.

1446173

Составитель А.Кулемин

Редактор Н.Гунько Техред Л.Кравчук о екто С.Черни

Заказ 6717/31 Тираж 54,5 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И"35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4