Гартівне середовище для термічної обробки сталевих виробів

Изобретение относится к термираций хлоридов. За счет оптимальных ческой обработке металлов и сплавов, концентраций смесей гидроокиси кальв частности к средам, обеспечивающим ция и хлоридов достигается максимальвысокое качество закаленных стальных ный теплоотвод тепла. • . - ; • изделий. Цель изобретения•- улучшение СО 93 1 1340166 Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, в частности к средам для интенсификации охлаждения стальных деталей при их термической обработке. Цель изобретения - улучшение качества изделия. Сущность изобретения заключается в том, что для водных растворов хлоридов существует своя определенная концентрация, при которой достигается максимальная критическая плотность теплового потока, а следовательно, достигается максимальный теплоотвод, так как более интенсивно разрушаются паровые пленки. Гидроокись кальция увеличивает критическую плотность теплового потока и смещает его максимум в область более низких концентраций хлоридов. За счет оптимальных концентраций смесей гидроокиси кальция и хлоридов кальция, магния, лития достигается максимальный теплоотвод тепла. Эти концентрации являются минимальными и составляют 6,8 и 12%, 2 среду универсапьной, так как с помощью ее применения легко реализовать различные способы закалки. , П р и м е р 1. Шпонки размером 8 х 12 х 40 мм из етапи 40 охлаждают в 6%-ном водном растворе хлористого кальция до полного остывания, содержащего 0,15% гидроокиси кальция, 10 обеспечивающей рН 12', 5 и имеющего тепловой поток 14 МВт при температуре ванны ч 20°С. Охлаждение в таком растворе дает чистую поверхность и равномер16 ную и высокую твердость шпонок (HRC 58-60). П р и м е р 2. Пресс-форма диаметром 80 мм и высотой 40 мм из стали 40Х (То = 8 5 0 * 0 охлаждается в 8%-ом водном растворе хлорида t 20 магния и гидроокиси кальция (рН 2 10,5; тепловой поток равен 12 МВт/м ) в течение 34 с, после чего осуществляется отпуск при 300 С С в течение 25 2 ч, в результате чего увеличивается ресурс работы пресс-формы благодари сжимающим остаточным напряжением на поверхности. Устраняется коррозия поверхности пресс-формы. Верхние пределы указывают максимальную растворимость хлоридов различных элементов в воде при повышен- 30 ных температурах. Нижний и верхний пределы концентраций гидроокиси кальция указывают на максимальную ее растворимость при , комнатной температуре (0,15%) и при 35 температуре 100°С (0,01%), т.е. с увеличением температуры растворов растворимость гидроокиси кальция падает. Одним из компонентов закалочной 40 среды взята слабо растворимая гидроокись кальция с водородным показателем рН 7,5-12,5, предотвращающая протекание реакции замещения, повышающая критическую плотность тепло45 вого потока и смещающая ее максимум в область более низких концентраций смеси, а также позволяющая наладить безотходную технологию и предотвращающую коррозию металлов, 50 В качестве компонентов взяты также только те хлориды первой и второй групп таблицы Менделеева, которые имеют максимальную критическую плотность теплового потока при их оп55 тимальной концентрации (6-12%) и о&еспечивают высокую температуру их кипения (120-200°С) в состоянии насыщения. Это делает закалочную П р и м е р 3. Матрица сложной конфигурации из стали УІ0А размером 54 х 102 х 161 мм в течение 56 с охлаждалась в 30%-ном растворе хлорида кальция, и 0,1% гидроокиси кальция, имеющего при 20°С рН 9,75 и температуру кипения пристенного слоя і• 120°С, после чего осуществлялась изотермическая выдержка при 200 С • в течение 1 ч. В результате примененной технологии увеличилась долговечность работы матрицы (ввиду создания высоких сжимающих напряжений на ее поверхности). П р и м е р 4, Протяжка диаметром 60 мм и длиной 1500 мм из стали Р6М5 охлаждается от 1180°С и водном растворе хлорида кальция (77%) и гидроокиси кальция (0,01%) при температуре ванны 100*С (рН 7,5), обеспечивающего температуру кипения пристенного слоя 200°С. После окончания пузырькового кипения (1пк = - 90 с) протяжки выгружают и подстуживают на воздухе до комнатной температуры и осуществляют обычный отпуск. В результате примененной технологии устраняется возможность воз З 1340166 никновения пожаров и увеличивается ие нарушая технологического процесса, на 25% ресурс работы протяжек. Аначто обеспечивает организацию безотлогичные примеры можно привести ходной технологии. применительно к использованию хлоБлагодаря стабильности и достаточрида лития или магния. но высокого водородного показателя * Преимущество заявляемой закалочрН достигается высокая скорость ох-1* ной среды по сравнению с прототипом лаждения при более малых концентрасостоит в следующем. циях раствора. Устраняется возможность протекаСледует также отметить простоту ния реакций замещения, чтст делает приготовления закалочной среды и незакалочную среду стабильной в радифицитность исходных материалов и боте, tотсутствует выпадение нерастсохранение высокой охлаждающей спо'воримого осадка. собности закалочной среды на протяжении длительной ее эксплуатации, что Незначительное количество раст15 приводит к стабильному получению каворенной гидроокиси кальция причественных изделий. Сохраняется также водит к незначительному образованию универсальность среды, так как при карбоната кальция, который тут же малых концентрациях достигаются макпри соприкосновении раскаленного с'имальные скорости охлаждения, а при металла разлагается на окись каль20 больших концентрациях повышается ция и углекислый газ, т . е . поддертемпература кипения пристенных слоев живается стабильное состояние за-1до начала мартенситного превращения. капочной среды. Отсутствует выделение соляной кислоты, которая является причиной 25 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я высокой коррозии поверхности металла, разрушения оборудования и заЗакалочная среда для термической грязнения атмосферы цехов. обработки стальных изделий, содержПоддерживается стабильная конжащая воду и минеральную сольр центрация гидроокиси в соляных тем, что, с 30 о т л и ч а ю щ а я с я растворах, так как в растворе имецелью улучшения качества изделия, в ется избыток нерастворенной гидрокачестве минеральной соли она содерокиси кальция (последнюю можно дожит хлориды одно- и двухвалентных бавлять в раствор в любом количестэлементов и дополнительно гидроокись ве) . кальция с водородным показателем 35 рН 7,5-12,5 при следующем соотношеРасходуется малое количество антикоррозионной добавки, так как нении компонентов, мас.%: большие концентрации гидроокиси кальХлориды одно- и ция дают высокое значение чисел рН двухвалентных эле(в пределах 8-12,6). ментов • 6-77 Гидроокись кальция 0,01-0,15 Отходы после промывки деталей Вода • -Остальное можно возвратить в закалочный бак, Составитель А. Кулемин Редактор А. Орешкина Заказ Техред Л.Олкйнык Корректор В. Бутяга Подписное 499 Тираж 510 В И П Государственного комитета СССР НИИ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,