Раскислитель для щелочных ванн

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»> 926034

Союз Советских

Социалистических

Республик (6}) Доиолиительмое к авт. саид-ву (22)Заявлено 07.05.80 (2l) 2920196/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 21 О 1/46

РщдерстеснныИ квинтет

СССР но денем нзебретеннй н открытий

Опубликовано 07. 05. 82 ° Бюллетень М 1 7 (53) УДК 621. .785.02 (o88.8),>.эта опубликования оммсанмя 10.05 Ц I (72) Авторы изобретения

У (В.А. Хохлов, Н.M. Столбова и Н.В. Николаева (71) Заявитель (54) РАСКИСЛИТЕЛЬ ДЛЯ ЩЕЛОЧНЫХ ВАНН

Изобретение относится к термичес- кой обработке металлов, в частности к светлой изотермической закалке и светлому отпуску деталей, и может быть использовано машиностроительными предприятиями; производящими терми5 ческую обработку в расплавах щелочей.

В настоящее время светлую изотермическую закалку и отпуск стальных то деталей проводят в щелочных ваннах. (КОН + NaOH в любом весовом соотноо шенин) при температуре 200-480 С. В качестве раскислителя используется желтая кровяная соль в количестве до

44 от веса щелочи 11) .

Недостатком этого раскислителя является выделение атомарного азота при разложении желтой кровяной соли, который насыщает поверхность обраба.— тываемой детали, что приводит к снижению длительной прочности, а в ряде случаев к разрушению деталей. Продукты разложения раскислителя токсичны.

Известен также раскислитель для щелочных ванн, состоящий только иэ ферросилиция, который устраняет недостатки желтой кровяной соли (2) .

Однако известный раскислитель обладает рядом существенных недостатков: длительность раскилсения, доходящая до 5. ч, частая периодичность раскисления, составляющая 3-4 раза в сутки; большое шламовыделение (23 чистки в сутки). В связи с этим наблюдается большой расход щелочи, значительная трудоемкостть обработки деталей за счет корректировки и замены ванны..

Наиболее близким по составу к предлагаемому раскислителю является раскислитель для высокотемпературных и среднетемпературных соляных ванн, содержащий кроме ферросилиция 102D вес.Й магния j3j .

Использование данного раскислителя для раскисления щелочных ванн приводит к вспышке раскислителя, резко92603

Содержание элементов, вес.

Состав, H

М9

9 12

6,07 8,53

15

52,4

3,8

29 2 му разогреву ванны, выбросу щелочи и загрязнению ванны продуктами горе« ния, в результате чего поверхность деталей и образцов, прошедших термообработку в щелочной ванне, получа- з ется неоднородной с темными окисленными пятнами. Ввиду сгорания части раскислитепя длительность раскисления им нестабильна.

Целью изобретения является повы- to шение химической активности и увеличение срока службы раскислителя.

Поставленная цель достигается тем. что в раскислитель, содержащий ферросилиций и: металлический магний, до-!З полнительно введены металлический алюминий и титан при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Магний металлический 6-9

Алюминий металлический 8-12 2в

Титан 2-4 ферросилиций Остальное

Добавка к раскислителю на основе ферросилиция химически активных металлов в количестве до 9 вес.Ф маг- 25 ния, до 12 вес.Ф алюминия и до

4 вес.3 титана приводит к повышению

его активности эа счет высокого сродства к кислороду у перечисленных металлов, они разлагают образующиеся 3Е в расплаве щелочи окислы железа и выпадающие в осадок соли кремниевой кислоты. Кроме того, введение небопьСоставы раскислителя проверяют на щелочных ваннах с весом расплава щелочи 70 кг состава 304 Na0H + 704 КОН при температуре 250-450 С на точеных образцах из сталей марок 30ХГСА, 20ХНЗА, 40Х (диаметром 10 мм, высотой 15 мм) и образцах из ленты сталей 60С2А, 65Г (толщиной 2 мм) и деталях. Проверка .показывает, что для раскисления щелочной ванны необходимо 0,1-0,63 раскислителя от веса щелочи. Длительность раскисления при

4 4 шого количества титана стабилизирует химическую активность раскислителя.

Избыток титана (более 4 вес.4) может привести к выделению водорода и наводораживанию поверхности термообрабатываемых в щелочных ваннах изделий. Присутствие алюминия приводит к связыванию водорода. Избыток магния (более 9 вес.4) приводит к вспышке раскислителя, так как кроме связывания кислороДа в расплаве магний взаимодействует с кислородом воздуха.

Снижение количества вводимых e раскислитель добавок магния менее 63, алюминия менее 84 и титана менее 2i приводит к уменьшению раскисляющей . способности раскислителя и увеличению шламовыделения.

Раскислитель получают в виде сплава обычным способом, например в индукционных тигельных печах, в качестве основы может служить ферросилиций марки Си-45, а.также и других марок.

Перечисленные ингредиенты вводятся в расплав в виде кусков металла или стружки, во избежание вспышки магний вводят в закрытой таре. Полученный з сплав имеет удельный вес 2,7-3,5 гlам и температуру плавления 1100-1250.С.

Для выявления граничных пределов, входящих в состав раскислителя компонентов опробованы раскислители, составы которых приведены в таблице.

350 С составляет 1-2 ч, при 400 С составляет 0,5 ч, периодичность раскисления 24 ч (1 раз в сутки), при этом отмечается незначительное выделение шлама (1-2 чистки ванны в месяц).

Образцы, прошедшие термообработку в щелочной ванне с указанным раскислителем, имеют светлую, однотонную поверхность, дефектов поверхности и каких-либо ухудшений качества металла не наблюдается.

Формула изобретения

Составитель А. Секей

Редактор С. Тимохина Техред M. Tenep КоРРектоР М. лароши

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2892/10

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, óë. Проектная, 4, 5 92603

На поверхности образцов и деталей хрупкие и твердые слои отсутствуют.

Раскисление производится путем засыпки на поверхность расплава дробленого раскислителя с размером частиц S

5-15 мм при 400 С.

Вводимые в ванну весовые .количества раскислителя должны быть следующими: а) при наведении свежей щелочи в ванну одновременно засыпается от 0,5 до 0,6ь раскислителя от веса щелочи; б) в процессе работы засыпается

0,1-0,33 раскислителя от веса щелочи через каждые 24 ч;

15 в) в случае добавления свежей щелочи в ванну (корректировка ванны) одновременно добавляется 0,43 раскислителя от веса щелочи.

Время выдержки ванны составляет 20

0,5 ч, периодичность раскисления

24 ч,.периодичность чисток ванны 12 раза в месяц. Воздействие предложенного раскислителя на расплав и сохранение раскисляющей способности увеличивается по сравнению с ферросилицием в 5-6 раз, значительно уменьшается количество выпадающего шлама (количество чисток сокращается с 2-3 в сутки до 1-2 в месяц, т.е.sÎ в 30 раз), снижается трудоемкость обслуживания и время подготовки ванн к работе эа счет уменьшения периодичности раскисления, снижения загрязненности ванны, корректировки и замены ванны. Месячный расход щелочи сокращается в три раза.

4 6

Раскислитель рекомендуется применять при термической обработке конструкционных и инструментальных сталей, проводимых в расплавах щелочей.

Наиболее эффективно и целесообразно применение его при термообработке на поточных, механизированных и автома; тических линиях светлой термообработки крепежных деталей, пружин, деталей подшипников и др., применяемых в серийном и крупносерийном производстве.

Раскислитель для щелочных ванн, преимущественно низкотемпературных для термической обработки стальных деталей, содержащий ферросилиций и металлический магний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения химической активности и увеличе-" ния срока службы, он дополнительно содержит металлический алюминий и титан при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Магний металлический 6-9

Алюминий металлический 8-12

Титан 2-4

Ферросилиций Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Минц Р.И. Новое в термической обработке. Машгиэ, 1956, с. 32-33.

2.. ОСТ 95.1811-76, листы 29, 30.

3. Авторское свидетельство СССР и 298664, кл. С 21 0 1/46, 1969.