SU768831A1 - Tempering medium - Google Patents

Description

Изобретение относится к области термической обработки металлов, в частности к закалочным средам используемым для спрейерной закалки металлов.The invention relates to the field of heat treatment of metals, in particular to quenching media used for spray hardening of metals.

Известна закалочная среда, представляющая собой водный раствор силиката, позволяющая снизить трещинообразование на деталях из узкой номенклатуры сталей [1]. Кроме этого, в результате частого погружения горячих деталей в данную среду (или массивных деталей), а также контакта с углекислотой атмосферы, закаливающая способность среды быстро меняется, а выпадающий в осадок гель забивает отверстия спрейера. На поверхности деталей образуется трудно удаляемый осадок.Known quenching medium, which is an aqueous solution of silicate, can reduce crack formation on parts from a narrow range of steels [1]. In addition, as a result of the frequent immersion of hot parts in a given medium (or massive parts), as well as contact with atmospheric carbon dioxide, the hardening ability of the medium changes rapidly, and the precipitated gel clogs the holes of the sprayer. Hard-to-remove sediment forms on the surface of the parts.

Эти недостатки ограничивают применение указанной закалочной среды при спрейерной закалке (нужен всегда свежий раствор) практически исключают ее применение при закалке деталей после их окончательной механической обработки. Кроме того, указанная среда не является антикоррозионной и для предотвращения коррозии закаленных деталей необходимы специальные меры.These disadvantages limit the use of the specified quenching medium in spray hardening (always need a fresh solution) and practically exclude its use in quenching of parts after their final machining. In addition, this medium is not anticorrosive and special measures are necessary to prevent corrosion of hardened parts.

Известна закалочная среда, представляющая собой 30%-ный раствор углекислого калия в воде [2]. При погружении горячей детали в среду вследствие меньшей теплопроводности данного раствора и образова2 ния на поверхности детали пленки, обогащенной углекислым калием (в результате испарения воды) теплоперенос от детали замедляется и общая скорость охлаждения 5 становится более равномерной. Это уменьшает коробление деталей.Known quenching medium, which is a 30% solution of potassium carbonate in water [2]. When a hot part is immersed in the medium due to the lower thermal conductivity of this solution and the formation of a film enriched in potassium carbonate (due to evaporation of water) on the surface of the part, the heat transfer from the part slows down and the overall cooling rate 5 becomes more uniform. This reduces warpage of parts.

Недостатки известной закалочной среды следующие.The disadvantages of the known quenching medium are as follows.

Закалочная среда, содержащая 30% растворенного сухого вещества, имеет пониженную жидкотекучесть. Это не позволяет применять ее при закалке с индукционным нагревом и спрейерным охлаждением.The quenching medium containing 30% dissolved dry matter has a reduced fluidity. This does not allow its use in quenching with induction heating and spray cooling.

Среда не является антикоррозионной.The environment is not anticorrosive.

Известна закалочная среда, содержащая азотистокислый натрий, триэтаноламин· и воду при определенном соотношении компонентов, которая обладает антикоррозионными свойствами и применяется при индукционной закалке [3]. Недостатком известной среды является наличие деформации в деталях после закалки, обусловленной повышенной скоростью охлаждения в мартенстном интервале.Known hardening medium containing sodium nitrate, triethanolamine and water in a certain ratio of components, which has anti-corrosion properties and is used in induction hardening [3]. A disadvantage of the known medium is the presence of deformation in the parts after hardening, due to the increased cooling rate in the marten interval.

Целью изобретения является создание закалочной среды, позволяющей уменьшить деформацию и коробление обрабатываемых деталей.The aim of the invention is the creation of a quenching medium, which allows to reduce the deformation and warping of the workpieces.

Поставленная цель достигается тем, что закалочная среда содержащая соль азотной кислоты и воду, дополнительно содержит углекислый калий и эмульсол при следующем соотношении компонентов (вес. %):.This goal is achieved in that the quenching medium containing a salt of nitric acid and water, additionally contains potassium carbonate and emulsol in the following ratio of components (wt.%) :.

Нитрит натрия 0,5—1,0Sodium nitrite 0.5-1.0

Углекислый калий 1,0—1,5 5Potassium carbonate 1.0-1.5 5

Эмульсол 4,0—5,0Emulsol 4.0-5.0

Вода ОстальноеWater Else

Конкретное количество компонентов в составе закалочной среды выбирается в зависимости от большей или меньшей склон- jq цости к короблению и трещинообразованию (большей или меньшей критической скорости закалки), а также большей или меньшей склонности к корродированию тех или иных марок сталей. Стали, подвергаемые 15 термообработке, по своей критической скорости закалки и склонности к корродированию подразделяются на две главные труппы.The specific amount of components in the quenching medium is selected depending on a greater or lesser tendency to warpage and crack formation (more or less critical quenching rate), as well as a greater or lesser tendency to corrode certain steel grades. The steels subjected to 15 heat treatment, according to their critical hardening rate and tendency to corrode, are divided into two main troupes.

Первая группа. Стали, имеющие большую ₂₀ критическую скорость закалки, склонность к корродированию.The first group. Steel having a high critical velocity of ₂₀ hardening, a tendency to corrode.

Вторая группа. Стали, имеющие меньшую критическую скорость закалки и меньшую склонность к корродированию. „ ₂5The second group. Steels having a lower critical hardening rate and a lower tendency to corrode. „ ₂ 5

В связи с таким группированием сталей количество вносимых компонентов в закалочную среду производится по двум вариантам.In connection with such a grouping of steels, the number of introduced components in the quenching medium is made in two ways.

Для первой группы сталей.For the first group of steels.

Нитрит натрия технический (натрий азотистокислый NaNO₂)Technical sodium nitrite (sodium nitrite NaNO ₂ )

Калий углекислый технический (КгСО)зTechnical potassium carbonate (KgSO) s

ЭмульсолEmulsol

ВодаWater

Для второй группы сталей. Вариант 2. Нитрит натрия технический (натрий азотистокислый NaNO₂)For the second group of steels. Option 2. Technical sodium nitrite (sodium nitrite NaNO ₂ )

Калий углекислый технический (К₂СО)₃ Technical potassium carbonate (K ₂ CO) ₃

ЭмульсолEmulsol

ВодаWater

Для проверки описываемой среды проводилось сравнительное испытание трех сред: .To verify the described environment, a comparative test of three environments was carried out:.

1. Нитрит натрия Углекислый калий Эмульсол Вода1. Sodium nitrite Potassium carbonate Emulsol Water

2. Натрий азотистокислый Триэтаноламин Вода (прототип)2. Sodium nitrate Triethanolamine Water (prototype)

Вариант 1.Option 1.

1%1%

1,5%1.5%

5%5%

ОстальноеRest

0,5%0.5%

1%1%

4%4%

Остальное закалочнойRest quenching

1,01,0

1,51,5

5,05,0

ОстальноеRest

1,01,0

0,450.45

ОстальноеRest

Редактор Е. БратчиковаEditor E. Bratchikova

3. Вода при 20°С.3. Water at 20 ° C.

Испытания проводились на статорах перфоратора диаметром 167,4—0,15 мм, изготовленных из стали 45 в количестве 5 штук для каждой среды. Детали подвергались индукционному нагреву до 900°С. Объемному охлаждению в среде с температурой 20—30°С и отпуску в конвейерной закалочной печи при 280°С в течение 85 мин.The tests were carried out on perforator stators with a diameter of 167.4-0.15 mm, made of steel 45 in the amount of 5 pieces for each medium. Parts were subjected to induction heating to 900 ° C. Volumetric cooling in an environment with a temperature of 20–30 ° С and tempering in a conveyor hardening furnace at 280 ° С for 85 min.

Твердость после обработки должна находиться в пределах 46—49 HRC.Hardness after processing should be in the range of 46-49 HRC.

Деформация детали определялась разницей в величине внутреннего диаметра статора до и после термообработки. Результаты испытаний показали, что при закалке в описываемой среде деформация не превышает 0,08 мм, в то время как при закалке в известной среде деформация составляет 0,4 мм, и практически не отличается от деформации при закалке в воде.The deformation of the part was determined by the difference in the value of the inner diameter of the stator before and after heat treatment. The test results showed that when quenching in the described medium, the deformation does not exceed 0.08 mm, while when quenching in a known medium, the deformation is 0.4 mm, and practically does not differ from the deformation when quenched in water.

Для проверки коррозионной стойкости деталей после закалки в указанных средах, последние помещались в климатическую камеру с влажностью 95% на 130 часов (время максимального вылеживания перед сборкой).To check the corrosion resistance of the parts after quenching in the indicated media, the latter were placed in a climatic chamber with a humidity of 95% for 130 hours (maximum aging time before assembly).

Результаты испытаний показали, что описываемая среда, таи же как и известная, не вызывает появления коррозии в течение указанного времени.The test results showed that the described medium, the same as the known one, does not cause corrosion during the specified time.

Предложенная среда не токсична, не пожароопасна и может служить заменителем, наиболее широко применяющимся для закалки воды и масла. .The proposed environment is non-toxic, non-flammable and can serve as a substitute, the most widely used for quenching water and oil. .

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Закалочная среда, содержащая соль азотной кислоты и воду, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения коробления деталей при закалке, она дополнительно содержит углекислый калий и эмульсол при следующем соотношении компонентов (вес. %):Quenching medium containing a salt of nitric acid and water, characterized in that, in order to reduce the distortion of parts during quenching, it additionally contains potassium carbonate and emulsol in the following ratio of components (wt.%): Нитрит натрия 0,5-1,0Sodium Nitrite 0.5-1.0 Углекислый калий 1,0-1,5Potassium carbonate 1.0-1.5 Эмульсол 4,0—5,0Emulsol 4.0-5.0 Вода Остальное.Water Else.