Способ закалки стальных изделий

 

Сущность изобретения: цементованные стальные изделия подвергай аустенизации и охлаждению в среде, содержащей, мас,%: железистая соль полиакриловой кис лоты 0,1-1,0; касторовое сульфированное масло 3,0-5,0; вода остальное, на поверхности которой создают пену устойчивостью 5- 10 мин и толщиной 10-30 мм, причем в момент погружения изделий в охлаждающую среду пену удаляют. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ж«, 1752786 А1 (si)s С 21 0 1/58 1/60 С 23 С8/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГ ваей

, 1 4 . 11 нй т, уб-,ò51врие н

ГН - : 1 Нж" 1! КО .Пь * 1ФМ .,,,,«- - .;:.л:-А:: =,::-,-, °льфат нание масла

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882180/02 (22) 12.11.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) О.С.Хусид, А,И,Карнаух, И.И.Андрианова и Л.А.Бейлинова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1033554, кл. С 21 01/58, 1981.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при закалке изделий, преимущественно на агрегатах химикотермической обработки, Известен способ термической обработки режущих элементов сельскохозяйственных машкин, включающий индукционный нагрев до закалочных температур, охлаждение закалочной средой, содержащей водный раствор сульфорицината койцентрацией 1 — 15g (СЕ) и 0,2-4,5 полиакриламида (ППА) или 1 — 10 сульфорицината (CE) и 0,8-2,0 сополимера наиритового латекса, при температуре водного раствора 3050 С и скорости потока охлаждающей среды 0,2-0,4 м/с,,и отпуск.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ закалки стальных иэделий, включающий нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение в масле, поверхность которого . покрывают пеной на основе эмульсии масло-вода, а в качестве поверхностно-актйвно(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ СТАЛЬН6!Х ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения: цементованные стальные иэделия подвергают аустенизации и охлаждению в среде, содержащей, мас.%: железистая соль полиакриловой кислоты 0,1 — 1,0; касторовое сульфированное масло 3,0-5,0; вода остальное, на поверхности которой создают пену устойчивостью 510 мин и толщиной 10 — 30.мм, причем в момент погружения изделий в охлаждающую среду пену удаляют, 1 табл. го вещества используют алкилсу трия.

В данном способе использова в качестве закалочной среды снижает экологическую атмосферу в цехе. Использование пены позволяет улучшить экологическую обстановку, однако пена должна при этом иметь большую устойчивость (более 5 — 8 ч) и большую толщину (более 90 — 100 мм), что требует сложных устройств, При нагреве изделий на их поверхности образуется окалина. При опускании садки с деталями в закалочную ванну окалйна может оторваться от деталей и соединиться с пузырьками воздуха, при этом удельный вес системы пузырек — окалина может стать больше масла, и пузырек воздуха может тонуть и оседать на.деталях. Попадание воздуха на поверхность охлаждаемых изделий приводит к появлению мягких пятен и снижению твердости. Этот процесс вероятностный и неуправляемый. Чем больше устойчивость пены, тем больше вероятность снижения качестве закалки изделий, что снижает выход

1752786

Обеауглероживание

Способ охлаждающая среда

Кон ент

Устойчивость пЬны, мин

Толщина пены, мм

Пятнистость

Tsepдость, НРС

Вы код годного.® а ия

МКС

ПК-2

Известный

2

Предлагаемый

2 з

5

7 т

84,5

Масло зоо

З6О Есть

8О

Нет

55...56

54-55 5

10 з 12 з

Водный раствор з,о

15,0 з,о

15.Î

17,0

17,О

2,5

20 го зо

Зг8

О,1

0,5

1,О

О,1 оов

1,г

1.2

60 — 61

60...60

60-59

60-61

61-62

59-58

59-58

94

9З,5

92

92,5

89,О

87,4

Есть

Нет

Есть

Нет

Есть годного при термической обработке изделий.

Цель изобретения — повышение выхода годного за счет стабилизации процесса закалки, .: 5

Сущность изобретения заключается в следующем.

При осуществлении цементации на линиях непрерывной химико-термической обработки необходимо предохранять реак- 10 ционную зону от водяных паров, поэтому при использовании водных растворов полимеров на поверхности .закалочной среды создают пену. Однако процессу закалки эта пена мешает, поэтому ее убирают в момент 15 погружения садки в охлаждающую среду.

Использование в растворах железистой соли полиакриловой кислоты менее 0,1 мас.7 не позволяет получить необходимую охлаждающую способность среды, а более 1,0 20 мас.% увеличивает коррозионную активность среды и резко снижает охлаждающую способность. Использование масла касторового сульфированного как в качестве

ПАВ, так и для стабилизации водного рас- 25 твора, ведет к снижению его коррозионной активности. Менее 3 мас.о, этого ингредиента не позволяет создать пену необходимой устойчивости, более 15 мас,о не улучшает свойства водного раствора и не 30 дает преимущество по пене. Кроме того, пена получается более устойчивая и ее труднее удалять, Если устойчивость пены менее

5 мин и она менее 10 мм, то ее защитные свойства недостаточны. При устойчивости 35 пены более 15 мин и толщине более 30 мм ее трудно вовремя убрать и возрастает вероятность попадания воздуха на поверхность детали, что снижает качество закалки и уменьшает выход годного. 40

Пример. Шестерни из стали 18ХГТ проходят химико-термическую обработку (цементация, закалка, отпуск) s агрегатах по . двум технологиям — первая (известный способ); цементация при 920 — 940 С, аустенитизация при 840 — 860 С, охлаждение в масле, покрытом пеной, отпуск при 180 С в течение 2 ч, вторая (предлагаемый способ): цементация при 920 — 940 С, аустенитизация при 840-860 С, охлаждение в водном растворе железистой соли полиакриловой кислоты (ПК-2) концентрацией 0,08; 0,1; 0,5, 1,0;

1,2;4 и масла касторового сульфированного (МКС) концентрацией 2,5; 3,15; 17о . При этом за 5 — 10 мин до открытия окна выдачи поверхность водного раствора покрывают пеной путем барботирования сжатым воздухом, Устойчивость пены 3, 5, 10, 12 мин, . толщина пены 8, 10, 20, 30, 32 мм. После закрытия крышки окна выдачи в момент погружения садки в закалочную ванну пену удаляют вакуумированием (можно также путем ультразвуковых колебаний). Последней операцией проводят отпуск при 180 С в течение 2.

Условия сравнительных испытаний приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ закалки стальных иэделий, преимущественно цементованных; включающий аустенизацию и охлаждение в жидкой среде, на поверхности которой создают пену, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного за счет стабилизации процесса закалки, в качестве жидкой среды используют смесь водного раствора железистой соли полиакриловой кислоты и масла касторового сульфированного при следующем соотношении компонентов, мас. оь:

Железистая соль полиакриловой кислоты 0,1-1,0

Масло касторовое сульфированное . 3,0-15,0

Вода . Остальное с образованием пены устойчивостью 5—

10 мин и толщиной 10-30 мм, причем в момент погружения изделий в охлаждающую среду пену удаляют,