Гартівне середовище

Гартівне середовище, що містить неповну залізну сіль поліакрилової кислоти і воду, яке Винахід відноситься до галузі термічного обробляння і може бути використаним в машинобудуванні і металурги, зокрема, при зміцненні загартуванням ресорно-пружинних сталей і виробів із них ВІДОМІ середовища для загартування металевих виробів, до яких відносяться вода, водяні розчини солей і масло (Люты В Закалочные среды Справочник Под ред Масленкова С Б - Челябинск Металлургия, 1990 -192с) Вадою води і водяних розчинів солей як гартівних середовищ є високі швидкості захолонення в інтервалі температур мартенситного перетворення Це створює небезпеку утворення тріщин і жолоблення виробів, які гартуються, а так само їхню підвищену схильність до атмосферної корозії при подальшому збереженні в атмосферних умовах Масло різних сортів характеризується низькою швидкістю охолодження, що забезпечує одержання достатньої твердості й МІЦНОСТІ при загартуванні Проте масло дефіцитне і коштовне, її застосування обмежується через високу п ожежо небезпеку Відоме гартівне середовище, що містить воду і розчиненій у ній полімер на основі неповної залізної солі поліакрилової кислоти в сполученні з добавками хлористого натрію і їдкого натру (А С СРСР №724581, C21D1/60) Це гартівне середовище за сукупністю ознак є найбільш відрізняється тим, що воно додатково містить хромомарганцевокислий калій, рідке скло, азотнокислий натрій і індустріальне масло при наступному співвідношенні компонентів, % мас неповна залізна сіль поліакрилової п П о о с кислоти хромомарганцевокислий калій 0,5-3,0 рідке скло 1,0-2,0 азотнокислий натрій 0,1-0,5 індустріальне масло 0,5-4,0 вода решта близьким до винаходу, що заявляється, і тому прийнято як прототип Вадою відомого середовища є зниження його охолодної здатності в процесі експлуатації, викликане розкладанням складових середовища через 6 - 8 діб після початку експлуатації Це викликає необхідність постійного контролю властивостей середовища в процесі експлуатації Вироби після загартування в середовищі через наявність хлористого натрію роз'їдаються у повітряній промисловій атмосфері, що особливо неприйнятно для виробів, поверхня яких надалі не піддається механічному оброблянню, наприклад, ресор В основу винаходу поставлено задачу такого удосконалення гартівного середовища, що дозволило б забезпечити стабільність його складу в процесі експлуатації і підвищити СТІЙКІСТЬ ДО корозії, переважно атмосферної, загартовуваних виробів за рахунок добавок, що викликають механічну й електрохімічну інертність поверхні Поставлена задача вирішується тим, що гартівне середовище з води і неповної залізної солі поліакрилової кислоти додатково містить хромомарганцевокислий калій, рідке скло, азотнокислий натрій і індустріальне масло при наступному співвідношенні компонентів, % мас неповна залізна сіль поліакрилової п п? ^ ? 5 кислоти ' ' ' хромомарганцевокислий калій 0,5 -ь 3,0 (О 00 47862 рідке скло 1,0 -ь 2,0 азотнокислий натрій 0,1 -ь 0,5 індустріальне масло 0,5 + вода решта Додавання хромомарганцевокислого калію в КІЛЬКОСТІ 0,5 -ь 3,0% і азотнокислого натрію в КІЛЬКОСТІ 0,1 -ь 0,5% дозволяє регулювати і стабілізувати охолоджувальну здатність гартівного середовища, сприяє електрохімічному утворенню пасивної плівки на поверхні загартовуваних виробів завдяки чому підвищується їх, корозійна СТІЙКІСТЬ в атмосферних умовах Додавання рідкого скла в КІЛЬКОСТІ 1,0 -Ь 2,0% дозволяє зберегти охолоджувальну здатність гартівного середовища в процесі експлуатації Додавання індустріального масла у КІЛЬКОСТІ 0,5 -ь 4,0% сприяє механічному утворенню на поверхні загартовуваних виробів тонкої масляної плівки Це поліпшує їхню корозійну СТІЙКІСТЬ в атмосфері Крім того, утворюється тонка масляна плівка на поверхні гартівного середовища, що перешкоджає випару води, отже, поліпшується схоронність середовища при експлуатації Так створюються сприятливі умови для її використання в механізованих гартівних агрегатах, утому числі для зміцнення ресорних штаб Введення в гартівне середовище хромомарганцевокислого калію в КІЛЬКОСТІ менш 0,5%, рідкого скла в КІЛЬКОСТІ менш 1,0%, азотнокислого натрію в КІЛЬКОСТІ менш 0,1%, індустріального масла у КІЛЬКОСТІ менш 0,5% не забезпечує стабільності складу гартівного середовища в процесі експлуатації і приводить до погіршення корозійної СТІЙКОСТІ загартованих виробів в атмосферних умовах Введення в гартівне середовище хромомарганцевокислого калію в КІЛЬКОСТІ більшій 3,0%, рідкого скла в КІЛЬКОСТІ більшій 2,0%, азотнокислого натрію в КІЛЬКОСТІ більшій 0,5%, індустріального масла у КІЛЬКОСТІ більшій 4,0% можливо, але менш ефективно, тому що це додатково не поліпшує стабільність складу гартівного середовища і корозійну СТІЙКІСТЬ загартованих виробів в атмосферних умовах Крім того, надлишкова КІЛЬКІСТЬ масла може викликати при інтенсивній роботі утворення диму й забруднення навколишнього середовища Приклад конкретного виконання Для перевірки ефективності гартівного середовища, що заявляється, використовували зразки розміром 9,5 -ь 65 -ь 80мм із ресорної сталі 60С2 із змістом, % мас 0.61С, 0,73Mn, 1,79Si, 0.021S, 0.019Р Зразки нагрівали в електричній муфельній печі типу МП-2УП Температура нагрівання становила 860 ± 10°С, тривалість нагрівання визначали з розрахунку 1 хвилина на 1 мм поперечного перерізу зразка Після нагрівання зразки гартували в гартівному середовищі, що заявляється, і, для порівняння, у гартівному середовищі за А С №724581 Частину загартованих зразків відпускали в електричній печі при температурі 440 ± 10°С на протязі 0,5г На загартованих і відпущених зразках вимірювали твердість по Роквеллу й Бринелю Для оцінки корозійної СТІЙКОСТІ зразки підвішували на капронових нитках на відкритому повітрі, контролювали стан поверхні зразків і час до появи перших корозійних осередків Температура повітря становила 14 -ь 21 °С, а вологість 80 -ь 95% Для оцінки стабільності гартівного середовища визначали КІЛЬКІСТЬ однакових зразків, що можна загартувати в 1 літрі гартівного середовища без погіршення його охолодної здатності Отримані результати наведені в таблиці Таблиця Результати визначення стабільності гартівного середовища й СТІЙКОСТІ ДО корозії оброблених у цьому середовищі зразків Складники, с /о Твердість Твердість неповна Азотно ПІСЛЯ ПІСЛЯ Рідк середовищ залізна сіль Хромомарганцевокисли Індустріальн загартування отпускания поліакрилово и калій кислий є масло HRC3 , НВ І КИСЛОТИ натрій Що 1,57 2,03 1,51 0,31 2,12 61 -63 388- -415 заявляєтьс 0,02 0,5 1,0 0,1 0,5 60- -63 375- -409 Гартівне 3,5 0,005 4,0 Прототип 3,0 0,3 3,5 Як видно середовище, що заявляється, забезпечує досягнення поставленої задачі, а саме підвищує стабільність охолодних властивостей 2,0 05 2,7 0,5 0,05 06 4,0 0,2 4,7 60- -62 61 -64 59- -63 58- -62 375- -701 363- -425 352- -415 341 -409 гартівного середовища в процесі експлуатації і підвищує СТІЙКІСТЬ поверхні оброблених виробів до атмосферної корозії 47862 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71