Основные сведения о сплавах металлов (основы общей технологии металлов)
Описание технологических процессов литья
Литье в одноразовые формы
Литье в полупостоянные формы
Литье в металлические формы
Полунепрерывное литье
Специальное литье
Литье неметаллических материалов
Дефекты отливок
Термообработка металлов и сплавав
Правила безопасности в литейном производстве
Общие правила безопасности для металлургических предприятий
Современные технологии металлургии
Организация производства в промышленности.
Представление об устройствах и принципах действия автоматических систем.
Общие сведения из технической механики
Чтение чертежей
Общие сведения из электротехники
Фото галерея литейщика
Общие правила устройства электроустановок
Канализация электроэнергии
Безопасность несущих конструкций
Электробезопасность производства
Трубопроводы
ПОТ при эксплуатации электроустановок
Межотраслевые правила по охране труда в литейном производстве
Правила по охране труда при выполнении кузнечно-прессовых работ
Правила по охране труда при холодной обработке металлов
Карта сайта
Популярная металлургия
 
 

 

Основные материалы термообработки

Для нагрева стальных деталей под закалку и отпуск, а также для охлаждения при изотермической закалке в термических цехах применяют технические соли и их смеси, кислоты, щелочи, охлаждающие жидкости, раскислители соляных ванн и твердые карбюризаторы для цементации.

Соли. Наиболее часто применяемыми солями являются следующие: для закалочных ванн (хлористый натрий, хлористый барий, углекислый натрий и т. д.), для низкотемпературных ванн (селитра и т. д.) и для цианирования (цианистый калий, цианистый натрий и т. д.).

Хлористый натрий, или поваренная соль (NaCl), представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Удельный вес и температура плавления хлористого натрия и других солей приведены в таблице. Хлористый натрий применяется в расплавленном виде в смеси технических солей для нагрева металла под закалку.

Физические свойства солей

Наименование солей

Химическое обозначение

Удельный вес, г/см3

Температура плавления, °С

Углекислый барий

ВаСО3

3,86

962

Хлористый барий

BaCl2

3,86

962

Безводная бура

Na2B4O7

2,37

710

Цианистый калий

KCN

1,52

634

Кровяная соль:

Желтая

Красная

 

K4Fe(CN)6

K3Fe(CN)6

 

1,93

1,93

 

-

-

Нитрат натрия

NaNO2

2,17

280

Цианистый натрий

NaCN

-

564

Натриевая силитра

NaNO3

2,26

308

Калиевая силитра

KNO3

2,11

333

Кальцинированная сода

Na2CO3

2,53

851

Каустическая сода

NaOH

2,13

318

Поваренная сода

NaCl

2,16

800

 

Хлористый барий (ВаС12) - это бесцветные кристаллы, тоже хорошо растворимые в воде. Он используется в качестве закалочных солей, необходимых для нагрева под закалку (до 1300° С) быстрорежущих сталей.

Углекислый натрий, или кальцинированная сода, представляет собой порошок белого цвета, растворяющийся в воде с выделением тепла. Он применяется в расплавленном виде для нагрева деталей под закалку и для приготовления водных растворов, используемых при промывке деталей после термической обработки.

Технические закалочные соли обычно хранят в ящиках, ларях, баках и другой таре. На передовых машиностроительных заводах соли помещают в специальные резервуары с двумя или тремя отсеками, что позволяет одновременно хранить до трех различных составов солей.

Смеси технических солей. На заводах в качестве нагревательных сред в соляных ваннах наибольшее распространение получили не чистые технические соли, а их смеси. Температура плавления смесей зависит от их состава.

Селитры - это соли азотной кислоты. Наиболее часто применяют калиевую (KNO3) и натриевую (NaNO3) селитры,- представляющие собой бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде.

Составы солей для закаочных соляных ванн

Наименование солей Химическое обозначение Состав соляных смесей (°/0) по весу Температура,°С
плавления рабочая
Хлористый барии ВаС12 78 654 675-900
Поваренная соль  NaCl 22    
Кальцинированная сода Na2CO 50 560 580 - 820
Хлористый калий KCl 50    
Хлористый кальций СаС1 33 570 600-870 
Хлористый барий ВаС1 33,5    
Поваренная соль NaCl 33,5;    
Поваренная соль NaCl 35 620 650-820
Кальцинированная сода Na2CO3 65    
Поваренная соль NaCl 37 552  590-880 
Хлористый калий KCl 41    
Хлористый барий BaCl2 22    
Хлористый кальций CaCl2 50 600 650 - 900
Хлористый барий BaCl, 50    
 

К селитрам также относятся азотистокислый натрий - нитрат натрия NaNO2 и азотистокислый калий KNO2.

Селитры и их смеси в основном используются для отпуска закаленных деталей на температуру 180-540° С.
Составы селитр 

Состав смесей солей

Температура, °С

плавления

рабочая

55%KNO3 + 450/0NaNO2

55%NaNO3 + 45°/0NaNO2

50%NaNO3 + 50%KNO3

50%NaNO3 + 50%KNO2

137

221

220

150

150-500

230-550

250-550

180-550

Селитры можно применять при температуре не выше 550°С, так как выше этой температуры они разлагаются, вступая в соединение с железом. При этом реакция соединения сопровождается выделением большого количества тепла, которое может вызвать взрыв. Поэтому для нагрева выше 500°С безопаснее употреблять сплавы хлористых солей.

Селитру хранят в специальном помещении в металлических ящиках, так как хранить ее в деревянной таре или мешках опасно - в случае пожара она способствует интенсивному горению и может привести к взрыву.

Из цианистых солей наибольшее применение находят цианистый калий KCN, цианистый натрий NaCN и соли цианида кальция Ca(CN)2, часто называемые черным цианидом или сплавом ГИПХ. По внешнему виду эти соли представляют собой бесцветные кристаллы. Под действием влаги и двуокиси углерода воздуха они быстро переходят в углекислые соли, выделяя при этом ядовитую синильную кислоту HCN с запахом, напоминающим запах горького миндаля.

В термических цехах цианистые соли используют в расплавленном виде для цианирования, т. е. насыщения поверхности стальных деталей углеродом и азотом. Соли имеют низкую температуру плавления и поэтому в чистом виде редко применяются. Для повышения температуры плавления и меньшего испарения к ним добавляют нейтральные соли - хлористый барий, поваренную соль и др.

Цианистые соли ядовиты, поэтому обращение с ними и хранение их требуют соблюдения мер предосторожности и строгого выполнения инструкции по технике безопасности. Цианистые соли хранят в специальном помещении, в оцинкованных ящиках, которые должны находиться под вытяжной вентиляцией.

Щелочи. Щелочь - сильное основание, обычно хорошо растворимое в воде. К щелочам относится едкий натр, едкое кали и т. д.

Едкий натр, или каустическая сода, NaOH -это белая непрозрачная масса с удельным весом 2,13, хорошо растворимая в воде с выделением тепла. Температура плавления около 318° С.

Едкое кали КОН тоже представляет собой белую непрозрачную массу. Удельный вес его 2,04, температура плавления 360° С.

В термических цехах едкие щелочи применяют в виде водных растворов для охлаждения стальных деталей при закалке. При обращении с едкими щелочами необходимо соблюдать предосторожность и пользоваться защитной одеждой и очками. Щелочи хранят в железных барабанах, бочках и цистернах.

При нагреве стальных деталей в соляных ваннах часто наблюдается обезуглероживание, т. е. выгорание углерода с поверхности металла. Для предотвращения этого явления соляные ванны подвергаются раскислению путем добавки в них раскислителей.

Раскислители соляных ванн. Основными раскислителями соляных ванн являются желтая кровяная соль K4Fe(CH)6, обезвоженная бура Na2B4O7, порошок ферросилиция и т. д. Сущность действия раскислителей - удаление кислорода из расплавленных солей ванны.

Раскисление ванны желтой кровяной солью производится периодически, через 2-4 часа непрерывной работы ванны. Желтой кровяной соли добавляется 0,5-1 % от веса солей ванны; ферросилиция (75% кремния)-1,0-1,5%; обезвоженной буры-2-3%.

Материалы для твердых карбюризаторов. Для цементации, т. е. для насыщения поверхности стальных деталей углеродом, применяют твердые карбюризаторы (цементаторы). Карбюризаторы в основном состоят из древесного березового угля, соды и углекислого бария.

 

Состав

Содержание (%) по весу

Завод-изготовитель

Древесный уголь

Углекислый барий

Кальцинированная сода

Патока

75-80

12-15

1-2

4-5

Бондюжский

Древесный уголь

Чистый каменноугольный кокс

Углекислый барий

Кальцинированная сода

Мел

Патока

55-65

20-25

6-8

3-4

2-3

4-5

Кировский

Древесный уголь

Углекислый барий

85-90

10-15

-

Крупные машиностроительные заводы имеют свои установки для твердых карбюризаторов. Наиболее распространен карбюризатор Бондюжского завода.

Закалочные среды. Закалку осуществляют помещением нагретой стальной детали в различные охлаждающие среды - жидкие, газообразные и реже в твердые - стальные плиты и штампы.

На практике применяют различные, резко отличающиеся по своим физическим свойствам среды: воду, водные растворы солей, расплавленные соли, щелочи и минеральные масла.

 
 
 
 
 

 
   
 
 
Реклама