Навигация
emblem
 
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
(19)   SU  (11)  1708878     A 1  

3 (51)   C 21 D 1/60,    C 22 F 1/04  
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ПРИ ГКНТ СССР
 
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ


12
(21) 4715767/02
(22)  06.07.89
(46)  30.01.92. Бюл. N 4
(72) В.А.Коптюг, И.Ф.Михайлова, А.С.Бедарев, Л.А.Тихонова, Н.В.Бухаткина, Р.Б.Урманов, И.Н. Фридляндер, О.Г.Сенаторова, В.В.Сидельников, Я.И.Спектор, С.И.Храмов, Г.П.Конюхов и Н.А.Кривов.
(53)  621.78.063, 621, 785.08(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР N 600190, кл. С 21 D 1/60.
Авторское свидетельство СССР N 817074, кл. С 21 D 1/60, 1981.
Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Справочник. Л.: Химия, 1979, с.306, 345.
(54) ЗАКАЛОЧНАЯ СРЕДА
(57) Изобретение относится к термической обработке металлов, а именно к охлаждающим средам для
деталей из алюминиевых сплавов, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах.
Цель изобретения - повышение прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в интервале 420-260°C при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличение коррозионной стойкости и устранение образования токсичных отходов. Закалочная среда содержит, мас. %: полиэтиленоксид 0,03-1,0; оксиэтилированный алифатический спирт 0,50-10,0; вода - остальное. Использование предлагаемой закалочной среды обеспечивает повышение прокаливаемости в 2 раза и позволяет осуществлять закалку деталей и полуфабрикатов вдвое большей толщины при сохранении требуемых физико-механических свойств и увеличивает их коррозионную стойкость. 1 ил., 5 табл.

Изобретение относится к термической обработке металлов и сплавов, а именно, к охлаждающим средам для закалки преимущественно листовых полуфабрикатов из алюминия и его сплавов.
Цель изобретения - повышение прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в критическом интервале температур 420-260°C при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличении коррозионной стойкости для расширения ассортимента полуфабрикатов и марок закаливаемых алюминиевых
сплавов, а также устранение образования токсичных отходов.
Поставленная цель достигается тем, что в закалочную среду на основе полиэтиленоксида и воды введен дополнительно оксиэтилированный алифатический спирт при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиэтиленоксид 0,03-1,0
Оксиэтилированный
алифатический спирт
0,50-10,0
Вода Остальное
В качестве оксиэтилированного алифатического спирта можно использовать

34
применение в практике как эмульгаторы, смачиватели и обезжириватели спирты общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, например синтанол ДС-10 (n = 10-18, m = 8-10), относящийся к "биологически мягким" поверхностно-активным веществам (биоразлагаемость ~ 80%).
Введение оксиэтилированного алифатического спирта изменило кинетику охлаждения при закалке, изменило расположение и расширило температурную область 1 максимальных скоростей охлаждения и таким образом позволило обеспечить практически соответствие этой области и критического интервала температур 420-260°C при закалке алюминиевых сплавов (см. чертеж). В результате такого изменения температурной области максимальных скоростей охлаждения, возросла средняя скорость охлаждения в интервале 420-260°C. Это обеспечило повышение прокаливаемости в 2 раза, позволило осуществлять закалку деталей и полуфабрикатов вдвое большей толщины при сохранении требуемых физико-механических свойств и увеличении коррозионной стойкости.
Кроме того, при приготовлении закалочной среды предварительное растворение в воде оксиэтилированного алифатического спирта способствует более легкому растворению полиэтиленоксида.
Закалочная среда испытана в лабораторных и производственных условиях при закалке листовых заготовок из алюминиевых сплавов Д16, Д19, В95, В93, Т420 толщиной 1-12 мм.
Для проверки были приготовлены 12 составов закалочных сред на основе водных растворов полиэтиленоксида и синтанола ДС-10 (содержание полиэтиленоксида в этих растворах изменялось от 0,03 до 0,5 мас. %, а содержание синтанола ДС-10 - от 0,5 до 10,0 мас. %), а также 4 известных состава (см. табл.1). В каждом составе закаливали по пять пластин.
Эффективность предлагаемой и известной закалочной среды сравнивалась по максимальной величине коробления, скорости охлаждения пластин в критическом интервале температур 420-260°C, механическим и коррозионным свойствам сплавов (см. табл.2).
Из табл. 2 видно, что наибольшее снижение коробления достигается при закалке в составах 10, 11, 12. Коробление при закалке в предлагаемой среде меньше, чем в известной.
В табл. 3 приведены свойства листовых заготовок толщиной 4 мм из сплава Д16Т.
В табл. 4 приведены механические свойства плиты толщиной 12 мм из сплава В95Т1 после закалки.
Как следует из табл. 3 и 4, механические и коррозионные свойства образцов толщиной 4 мм из сплава Д16Т и толщиной 12 мм из сплава В95Т1, закаленных в предлагаемых растворах, находятся на уровне свойств образцов, закаленных в воде, соответствуют техническим требованиям и выше, чем свойства образцов, закаленных в известной среде. При закалке образцов аналогичных толщин в известной среде происходит снижение механических свойств для сплава В95Т1 и коррозионной стойкости для сплава Д16Т, и их значения не удовлетворяют техническим требованиям.
Необходимые механические свойства и коррозионная стойкость после закалки в предлагаемых растворах достигаются благодаря более высоким средним скоростям охлаждения в критическом интервале температур и более широкому интервалу максимальных скоростей охлаждения (см. табл.5).
Следует отметить, что снижение содержания полиэтиленоксида ниже 0,03 мас. % и оксиэтилированного алифатического спирта ниже 0,5 мас. % ведет к значительному повышению коробления. Повышение содержания указанных компонент соответственно выше 0,5 мас. % и 10,0 мас. % уменьшает скорость охлаждения в критическом интервале температур, вследствие чего свойства закаливаемых материалов ухудшаются.
Использование предлагаемой закалочной среды позволяет увеличить толщину и расширяет ассортимент полуфабрикатов и марок закаливаемых алюминиевых сплавов и обеспечивает снижение коробления.

Ф о р м у л а  и з о б р е т е н и я

Закалочная среда, преимущественно для листовых полуфабрикатов из алюминия

56
и его сплавов, содержащая полиэтиленоксид, оксиэтилированное поверхностно-активное вещество и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прокаливаемости полуфабрикатов за счет увеличения скорости охлаждения в интервале 420-260°C при сохранении требуемых физико-механических свойств, увеличения коррозионной стойкости и устранения образования токсичных отходов, она содержит в качестве оксиэтилированного поверхностно-активного вещества оксиэтилированный алифатический спирт при следующем содержании компонентов, мас. %:
Полиэтиленоксид 0,03-1,0
Оксиэтилированный
алифатический спирт
0,50-10,0
Вода Остальное
Т а б л и ц а   1
Примеры исследуемых составов закалочной среды
Компоненты
закалочной
среды
Содержание, мас. %, состава N
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Полиэтиленоксид 0,03 0,03 0,03 0,03 0,10 0,10 0,10 0,10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,03 3,08 0,10 0,50
Оксиэтилированный алифатический спирт (синтанол ДС-10) 0,50 1,0 5,0 10,0 0,50 1,0 5,0 10,0 0,50 1,0 5,0 10,0 0,5 1,0 1,0 1,0
Вода 99,47 98,97 94,97 89,97 99,40 98,90 94,90 89,90 99,0 98,50 94,50 89,50 99,47 98,92 98,90 98,50

П р и м е ч а н и е.  В составах 13-16 компоненты закалочной среды: полиэтиленоксид, оксиэтилированный алкилфенол (ОП-10), вода

Т а б л и ц а   2
Коробление пластин из сплава Д16Т
размером 500х160х0,8 мм
Состав закалочной средыNN состава по табл. 1Максимальная
величина
коробления, мм
Предлагаемая среда
Полиэтиленоксид (ПЗО)
Оксиэтилированный
алифатический
спирт
(синтанол ДС-10)
Вода
1*26,0
2**24,0
322,5
420,0
518,0
6***16,5
714,0
813,5
916,5
10****12,0
1110,5
129,0
Известная среда
Полиэтиленоксид (ПЭО)
Оксиэтилированный
алкилфенол (ОП-10)
Вода
13*28,0
14** 24,0
15***20,0
16****15,5
П р и м е ч а н и е. Соответствующей звездочкой отмечены сопоставимые составы по концентрации, предлагаемой и известной закалочных сред.

78
Т а б л и ц а  3
Но-
мер
сос-
тава
Закалочная среда Механические свойства Коррозийные свойства
σ в
МПа
σ
0,2, МПа
δ,
%
МКК,
mm
РСК,
балл
КР,
при
σв =
=0,75
σ0,2
сутки
1 Технические требования≥ 425≥275≥11,0Отсут-
ствует
≤ 6Более 90
2 Вода45530022,0Отсут-
ствует
3-6Более 90
3 ПЭО  -  0,15 мас. %
Синтанол ДС-10  -  1,5 мас. %
Вода   -   Остальное
44528522,0Отсут-
ствует
4-6Более 90
4 ПЭО  -  0,1 мас. %
Синтанол ДС-10  -  1,0 мас. %
Вода   -   Остальное
45429622,5Отсут-
ствует
3-6Более 90
5 ПЭО  -  0,1 мас. %
ОП-10  -  1,0 мас.%
Вода    -   Остальное
(известная)
44028022,30,26-8Менее 90

Т а б л и ц а  4
Механические свойства плиты толщиной
12 мм из сплава В95Т1 после закалки
Закалочная среда Механические свойства
σв, МПа σ0,2, МПа δ, %
Технические требования≥ 525≥ 460≥ 7
Вода540-570470-50010-12
Предлагаемая
Полиэтиленоксид  -  0,15 мас. %
Синтанол ДС-10  -  1,0 мас. %
Вода  -  Остальное
540-560460-49010,5-11
Известная
Полиэтиленоксид  -  0,15 мас. %
ОП-10  -  1,0 мас. %
Вода   -   Остальное
510-530440-46010-11

910
Т а б л и ц а  5
Характеристики охлаждающей способности
закалочных сред
Номер
сос-
тава
Компоненты среды,
мас. %
Средняя
скорость
охлаждения
пластины
толщиной
2 мм в
критическом
интервале
температур
420-260°C,
°C/с
Температурный
интервал
максимальных
скоростей
охлаждения,
°C
Предлагаемая среда
1 Полиэтиленоксид  -  0,05
Синтанол ДС-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
500-550220-320
2* Полиэтиленоксид  -  0,1
Синтанол ЛС-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
450-500 220-320
3** Полиэтиленоксид  -  0,15
Синтанол ДС-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
380-400 220-320
4 Полиэтиленоксид  -  0,5
Синтанол ДС-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
200-250220-320
5 Полиэтиленоксид  -  0,1
Синтанол ДС-10  -  5,0
Вода   -   Остальное
500-550250-370
6 Полиэтиленоксид  -  0,15
Синтанол ДС-10  -  5,0
Вода   -   Остальное
400-450250-370
Известная среда
7* Полиэтиленоксид  -  0,1
ОП-10  -  1,0
Вода   -  Остальное
400-450210-230
8** Полиэтиленоксид -0,15
ОП-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
300-350210-230
9 Полиэтиленоксид  -  0,2
ОП-10  -  1,0
Вода   -   Остальное
260-300210-250
10*** Полиэтиленоксид  -  0,1
ОП-10  -  5,0
Вода   -   Остальное
400-450210-230
П р и м е ч а н и е. Соответствующими звездочками помечены сопоставимые составы по концентрациям.

1112
graf
Предыдущее изобретениеПАТЕНТНЫЕ РЕСУРСЫВверхИЗОБРЕТЕНИЯ В.А.КОПТЮГА | ПОЛНОТЕКСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ БИБЛИОТЕКИК началу

[Академгородок | В.А.К. | О Коптюге | Библиография | Интернет | Идеи | Библиотека | Новости | Каталог | Альбом | Поиск]
Пожелания и письма: www@prometeus.nsc.ru
© 2002-2006 Отделение ГПНТБ СО РАН (Новосибирск)
Статистика доступов: архив | текущая
Rambler's Top100
Документ изменен: Thu Nov 18 12:41:38 2004. Размер: 27,556 bytes.
Посещение N 1921 с 31.12.2002