Закалочная среда

 

Изобретение относится к термической обработке, в частности к закалочным средам, применяемым при охлаждении деталей из кремнистых пружинных сталей. Цель изобретения - улучшение качества закалки путем повышения твердости и прокаливаемости, исключения трещинообразования и стабилизации эксплуатационных свойств среды. В закалочную среду, содержащую неполную железную соль полиакриловой кислоты, гидроокись натрия и воду, вводят сернистокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.% : неполная железная соль полиакриловой кислоты 0,1-0,4

гидроокись натрия 2,5-3,0

сернистокислый натрий 0,3-1,0

вода остальное. При использовании закалочной среды предлагаемого состава обеспечиваются необходимые скорости охлаждения кремнистых пружинных сталей, что приводит к повышению упругих и прочностных свойств деталей. 5 табл.

ССЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСЛИ Х

РЕСГ УБРИН (у)», С 21 ?) 1/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

А0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4616864/27-02 (22) 07.12.88 (46) 23.12.90. Бюп. N - 47 (72) Л.Н. Булавина, Н.А. 1(адыкова и А.А. Власов (53) 621.78.063(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 724581, кл. С 21 D i/60, 1.980. (54) ЗАКАЛОЧНЛЯ СРЕДА (57) Изобретение относится к термической обработке, в частности к закалочным средам, применяемым при охлаждении деталей из кремнистых пружинных сталей. Цель изобретения — улучшение качества закалки путем повышения твердости и прокаливаемости, исключения

Изобретение относится к термической обработке,.в частности к закалочным средам, применяемым при охлаждении деталей из кремнистых пружинных сталей.

Цель изобретения — повышение качества закалки путем улучшеяия твердости и прокаливаемости, исключения трещинообразования и стабилизаz zz эксплуатационных свойств среды.

Закалочная среда содержит воду, неполную железную соль полиакриловой кислоты, гидроокись натрия и сернистокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. Ж:

Неполная железная соль нолиакриловой кислоты 0,1-0,4

Натрий сернистокислый 0,3-1,0

Гидроокись натрия 2,5-3,0

Вода Остальное

„„БО„„1615196 д 1

2 трещинообразования и стабилизации, эксплуатационных свойств среды. В закалочную среду, содержащую неполную железную соль полиакрнловой кислоты, глдрс.экись натрия и воду, вводят сернкстокислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. 7.: неполная железная соль полиакриловай кислоты

0,i-0,4; гидроокись натрия 2,5- 0; сернокисльж натрий О," -1,0; вода остальное. При использовании закалочной среды предлагаемого состава обеспечиваются необходимые скорости охлажцения кремнистых пружинных сталей, что приводит к повышению упругих и прочностных свойств деталей. 5 табл.

Среда имеет вязкость 1,2-2,0 сСт и рН 10-14. Эти свойства среды обеспечивают качественную закалку кремнистых пружинных сталей. фш(Сернистокислый натрий представляет собой минеральную соль и является белым кристаллическим веществом, легко растворяюцимся в воде. Введение в состав сернистокислого натрйя обусловлено необходимостью как первоначального уменьшения вязкости, так и ее поддержанием в процессе эксплуатации. При введении сернистокислого натрия в указанных пределах первоначальная вязкость Ф среды уменьшается до 1,2-2,0 сСт и, Ъ сохраняется на данном уровне. При введении сернистокислого натрия менее

0,3 мас.7. не достигается необходимое снижение вязкости, введение сернистокислого натрия более 1,0 мас.7 прак1615196

,тически не оказывает дальнейшего значительного понижения вязкости.

При введении неполной железной соли полиакриловой кислоты более

0,4 мас.% в структуре образуются промежуточные продукты распада, что уменьшает твердость стали, упругие н прочностные свойства. При введении

1 еполной железной соли менее О, 1мас.7 1ð наблюдается образование трещин при закалке.

Добавка гидроокиси натрия в количестве 2,5-3,0 мас.% вызвана необходимостью придания раствору щелочных войств с обеспечением рН в пределах

0-14. При значении рН выше 10 отсутствует период пленочного кипения и происходит повышение скоростей в инервале температур 800-500 С. Это 20 ает возможность получить после заалки кремнистых сталей мартенситную труктуру. При введении гидроокиси атрия менее 2,5 мас.7 не обеспечиваЕтся значение рН бопее 10, охлаждение 25 проходит с периодом пленочного кипения. При введении гидроокиси натрия более 3,0 мас.7. не наблюдается даль«ю ейшего повышения скоростей охлажде1 я в перлитной.области, скорости же в мартенситном интервале растут, что приводит к образованию трещин. Кроме т1ого, содержание гидроокиси натрия в у казанных пределах позволяет обеспеч1ить величину рН в пределах 10-14.При этих значениях рН на поверхности дета35 лей образуется защитная пленка нерастворимых гидроксидов, предохраняющих от коррозии. При повышении рН более

14 за счет введения гидроокиси натрия

40 более 3,0 мас.% происходит растворенИе защитной пленки из-за высокой концентрации гидроксцционов.

В среде предлагаемого состава наблюдается лишь две стадии охлаждения. . пузырьковое кипение и конвективный

45 теплообмен. При повышении температуры среды, имеющей вязкость 1,2-2,0 сСт, появление периода пленочного кипения не наблюдается.

Закалочную среду готовят следующим

50 образом. Пр едварительно рассчитывается д я определенного закалочного бака колйчество компонентов, входящих в состав. Затем бак заполняется расчетным количеством воды, в которую последова55 тельно добавляют нужное количество неполной железной соли полиакриловой кис=

t латы,гидроокиси натрия и сернистокисл —, го натрия, Затем среда перемешивается для равномерного распределения всех составляющих по всему объему бака.

Предлагаемая среда исследуется. по закаливаемости, влиянию на трещинообразование, охлаждающей способности и физико-химическим свойствам. Составы предлагаемой закалочной среды . приведены в табл. 1.

Определение закаливаемости проводят на образцах ф 30 мм х 150 мм из стали марки 55С2А. Склонность к трещинообразованив определяют непосредственно на пружинах из этой же марки стали.

Параметры первого типа пружин: наружный диаметр 140 мм, внутренний диаметр

80 мм, высота пружины 249 мм, шаг

24,8 мм, количество витков 5,5, диаметр прутка 30 мм. Параметры второго типа пружин: наружный диаметр пружины

124 мм, внутренний диаметр 86 мм, высота пружины 249 мм, шаг 14 мм, количество витков 8,5, диаметр прутка

19 мм. Результаты исследований приведены в таблицах 2-5.

Скорости охлаждения в средах составов 1-3 распределяются благоприятно, период пленочного кипения отсутствует и максимальные скорости охлаждения соответствуют температурам перлитного превращения. Из табл. 5 видно, что при эксплуатации в основном меняется вязкость. В среде предлагаемого состава необходимая вязкость достигается с момента начала эксплуатации и во время работы остается практически постоянной.

При использовании закалочной сре» ды предлагаемого состава обеспечиваются необходимые скорости охлаждения кремнистых пружинных сталей, что позволяет исключить брак из-за низкой твердости, закалочных трещин, Отсутствие в структуре стали после закалки в предлагаемой среде промежуточных продуктов распада повышает упругие и прочностные свойства, что обеспечивает высокий предел усталости при циклическом нагружении.

Формула изобретения

Закалочная среда преимущественно для кремнистых пружинных сталей, содержащая неполную железную соль. полиакрилавай кислоты, гидроокись

5 1615196 6 натрия, добавку и воду, о т л и ч а ю- кислый натрий при следующем соотнощ а я с я тем, что, с целью улучше- — шенин компонентов, мас. 7: ния качества закалки путем повышения Неполная железная соль твердости и прокаливаемости, исключе- полиакриловой кислоты 0,1-0,4 ния трещинообраэования и стабилизации Гидроокись натрия 2,5"3,0 эксплуатационных свойств среды, в ка- Сернистокислый натрий 0,3-1,0 честве добавки используют сернисто- Вода Остальное

Таблица 1 нентов,мас.7, Компоненты закалочной ср

Неполная железная соль полз акриловой кислоты

Гидроокись натрия

Сернистокислый натрий

Вода

0,22 0,4

2,7 3,0

0,5 1,0

96,58 95,6

0,1

:2,5

0,3

97,1

Таблица 2

Твердость по сечению

Марка стали став еды

58,5-60,5

58,5-60,0

55С2А

Образец ф0,30х х150 мм

3 57-60

Известный 36-54

Та блица 3

Тип пру Наличие трещин при испольжины зоваиии состава среды тНет Нет Нет Нет

Есть

Н It Il

Т а блица 4 ь охлажцения, С/с о

Соста

600-300 300-100

1 . 166

2 118

3 100

Известный 37

142 32

111 30

96 24

81 34

1615196

Та блица 5

Свойства растворов

3 Известный

11,7 12,5

11 8 12,5

7,8

8,3

10,3

10,3

1,60 1,92

1,58 1,86

19,23

3,48 1, 30, 1,22

Составитель Т. Бердьппевская

Редактор Н. Яцола Техред 3I.Îëèéíûê Корректор И. Эрдейи

Ь* ° 4alWWCmgOjmcaagC tOCRWRtMMM& MA& AC2t2%%&C223& 5:Л ИМ

Заказ 3962 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Yæãîðoä, ул. Гагарина, 101 рН

Свежеприготовленный

"Состаренный"

Вязкость сСт

Свежеприготовленный

"Состаренный"

Показатели свойств для состава

t T