Закалочная среда для охлаждения углеродистых и легированных сталей


 

C21D1/60 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2440424:

Глинянова Ирина Юрьевна (RU)

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, а именно - к охлаждающим средам для закалки углеродистых легированных сталей. Для исключения трещинообразований в сталях среда содержит лигносульфонат и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонат 15-50, вода - остальное. 2 табл.

 

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, а именно - к охлаждающим средам для закалки углеродистых и легированных сталей.

Известна закалочная среда, содержащая воду и полимерное органическое вещество - моносульфатный щелок при следующем соотношении компонентов, вес.%:

- моносульфатный щелок 3,0-15,0

- остальное вода (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №908854, МПК С21D 1/60, публикация 28.02.1982).

Недостатком известной среды является низкая твердость 53-59HRC металла (без трещинообразования) и трещинообразование при высокой твердости (61-62HRC) после закалки в этой среде.

Известна закалочная среда, содержащая сульфитно-спиртовую барду, сернокислый цинк, углекислый кальций и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- сульфитно-спиртовая барда 10-15;

- сернокислый цинк 0,5-1,0;

- углекислый кальций 5-10;

- остальное вода (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1555372, МПК С21D 1/60, публикация 07.04.1990).

Недостатком этой известной среды является повышение себестоимости закаленной продукции вследствие дополнительных затрат на приобретение солей сернокислого цинка и углекислого кальция, а также загрязнение окружающей среды этими солями при утилизации отработанной закалочной среды.

Известна закалочная среда, содержащая вещество, включающее ионы лигносульфонатов и трехвалентного железа, окись кальция и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- вещество, включающее ионы лигносульфонатов и трехвалентного железа 5,0-7,0;

- окись кальция 0.2-1,0;

- остальное вода (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1776693, МПК С21D 1/60, публикация 23.11.1992).

Недостатком известной среды является сложность приготовления растворов промышленного применения вследствие плохорастворимых окисей и гидроокисей железа, отсюда возможна нестабильность закалки, а также сложность очистки от ионов железа при утилизации отработанной данной закалочной среды.

Известна закалочная среда, содержащая лигносульфонаты и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- лигносульфонаты 8,0-20,0;

- остальное вода (см. описание изобретения к патенту РФ №2031147, МПК С21D 9/22, публикация 20.03.1995).

Недостатком этой известной среды, принятой за прототип, является высокая скорость охлаждения как в перлитном, так и в мартенситном интервалах температур, вследствие чего данную среду применяют для закалки деталей только из углеродистых и малолегированных сталей.

Задачей заявленного изобретения является расширение применения отхода производства - лигносульфонатов в качестве закалочной среды большего количества классов сталей.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Закалочная среда, содержащая лигносульфонат и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лигносульфонат 21-50
Вода остальное

Этот интервал концентраций позволяет получить при закалке в этой среде твердость, аналогичную твердости после закалки сталей в масле без трещинообразования, т.е. по охлаждающей способности эта среда идентична маслу. Поэтому в этой среде можно закаливать все машиностроительные, конструкционные легированные стали, которые имеют критическую скорость охлаждения, близкую к скорости охлаждения в масле.

Закалочную среду готовят следующим образом.

Для приготовления модифицированного отхода производства с завода-поставщика был заказан лигносульфонат порошкообразный. Затем приготавливается из порошка раствор отхода промышленного производства с концентрацией по трем вариантам: 21, 35 и 50%. Разбавление концентрата проводилась с применением дистиллированной воды с нагревом при тщательном перемешивании. Перемешивание ведется до полного растворения лигносульфоната.

Примеры конкретных составов закалочной среды по предлагаемому изобретению приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты закалочной среды Состав, мас.%
№1 №2 №3 №4 №5
Лигносульфонат 21 35 50 - -
Вода 79 65 50 - 100
Масло - - - 100 -

Результаты испытаний образцов из подшипниковой стали ШХ15 по приведенным примерам составов закалочной среды приведены в таблице 2.

Заявленное изобретение позволяет проводить закалку без трещинообразования в растворах лигносульфоната №1-3 с микротвердостью мартенсита 1054-1048 кг/мм2, близкой к микротвердости мартенсита, полученного закалкой в масле - 1031 кг/мм2 (№4). При закалке в воде (№5) микротвердость мартенситной составляющей структуры закалки становится 1230 кг/мм2, т.е. с высокой скоростью охлаждения в нижнем мартенситном интервале превращения переохлажденного аустенита, что приводит к трещинообразованию при закалке.

Закалочная среда для охлаждения углеродистых и легированных сталей, содержащая лигносульфонат и воду, отличающаяся тем, что закалочная среда имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

лигносульфонат 15-50
вода остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам вакуум-термической обработки ферросплавов, в частности феррохрома и хрома металлического и может быть использовано при изготовлении отливок, слитков, сварочной проволоки, электродов, порошковой проволоки, флюсов для металлургической, атомной, судостроительной, энергомашиностроительной, химической, нефтегазовой и других отраслей промышленности в изделиях из высококачественных конструкционных, коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов.

Изобретение относится к области упрочняюще-чистовой обработки деталей и может быть использовано в различных областях машиностроения для упрочнения поверхностей деталей.

Изобретение относится к области обработки сварных металлических элементов. .

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для местной закалки нагруженных игл, выполненных из струнной проволоки высокой прочности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стальных деталей, используемых в качестве конструкционных компонентов машин. .

Изобретение относится к средствам подачи газов на поверхность материала движущейся полосы, в частности к линиям обработки стальной или алюминиевой полосы, использующим по меньшей мере одну камеру или секцию охлаждения струями газа, например, при термообработке, в частности, при непрерывном отжиге, или при нанесении покрытия, в частности, при оцинковке.

Изобретение относится к технологии термической обработки длинномерных металлических изделий, в частности при закалке ножей для дорожных машин, предназначенных для очистки дорожного покрытия.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к термической обработке, в частности к цементации с последующей закалкой токами высокой частоты (ТВЧ) при упрочнении рабочей поверхности зубьев деталей из низкоуглеродистой черной и легированной стали.

Изобретение относится к области термической обработки, в частности к закалке сухим методом. .

Изобретение относится к технологии производства листа электротехнической стали с ориентированными зернами
Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству холоднокатаной изотропной электротехнической стали четвертой группы легирования

Изобретение относится к области технологии нанесения высокоскоростных газотермических покрытий
Изобретение относится к области обработки низкоуглеродистых сталей и может быть использовано для изготовления крепежных деталей, проволоки, ответственных элементов строительных конструкций

Изобретение относится к комбинированным лазерно-плазменно-ультразвуковым технологиям, направленным на преобразование структуры приповерхностного обрабатываемого слоя металлов и их сплавов, а именно к способу получения износостойкой поверхности металлов и их сплавов (варианты)

Изобретение относится к области металлургии, в частности изготовлению фасонной детали

Изобретение относится к металлургии, в частности к защитно-смазочным материалам, используемым при термообработке и горячей деформации металлов и сплавов
Наверх