Файл: Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках.pdf

Применение этих смесей предотвращает обезуглероживание [74 , 75].

Различного рода добавки к галоидным солям, уменьшаю­ щие (по утверждению заявителей) их обезуглероживаю­ щее действие, составляют предмет изобретения в патентах [ПО, 119, 126]. Присадка А1.,03 (до 3%) и MgO (до 1%) к смеси галоидных солей на основе ВаС12 предлагается А. Эрд­

бы очищают расплав солей от окислов железа, связывая их в тугоплавкие соединения, которые выпадают в осадок:

2FeO • 2Fe2 03 • 2В а 0 3 ;

MgO • FeO • 2AI2 03 • Fe2 03 ; MgO-Fe,03 и т. п.

В ГДР в качестве ректификатора применяется смесь ВТ

зуемых в качестве жидких теплоносителей при нагреве стальных изделий.

Для восстановления окислов металлов через расплав солей по трубке пропускают газы. Этот способ эффективен

10

Для борьбы с обезуглероживанием нагрев инструмента производят в погруженном в соляную ванну стакане, в кото­ рый под давлением поступает аргон [17].

Присадки древесного угля, фтористого магния и буры получили довольно широкое практическое применение. При

Таблица 1

Составы солей для нагрева стали

Рекомендуемый

температурный Страна Состав солей интервал примене­

ния, ° С

строгом и регулярном контроле состояния ванны эти при­ садки позволяют свести обезуглероживание к минимуму. Однако серьезным недочетом соляных ванн остается пло­ хое смачивание поверхности детали расплавом. При из­ влечении раскаленной детали из ванны ее поверхность

П

немедленноокисляется кислородом воздуха,оксидная пленка приводит к пригару масла, чистота обработанной поверхнос­ ти ухудшается. Пригар и остатки солей необходимо удалять.

Несмотря на ряд мероприятий по очистке закаленных в масле деталей из сталей мартенснтного класса типа 2X13, их поверхность остается загрязненной: в отверстиях и резь­ бе имеется грязный налет. Это заставляет вводить дополни­ тельные операции: очистку известью, щетками, травление. Здесь появляются новые недостатки процесса — растрав­ ливание поверхности изделий^оятнистрсть.и т..п. Для полу­ чения светлой поверхности деталей, например из стали ЗХ13, применяют'нагрев и закалку в вакууме или в струе инерт­ ных газов. Оба эти способа непроизводительны и требуют сложного дорогостоящего оборудования.

Для получения светлой поверхности практикуется раз­ работанная А. П. Гуляевым и В. Е. Садовским закалка из

и т. п. с добавкой К4 [Fe (CN)J при температуре 150—550° С [3, 25, 63, 76]. При этом однако не исправляется поверх­ ность металла, подвергшаяся коррозии или обезуглерожи­ ванию при высокой температуре.

Использование в качестве жидких теплоносителей рас­ плавленных металлов (Na, сплава 45% РЬ -|- 55% Ві) известно при термообработке жести. Стальная лента, со­ держащая 0,04—0,1 С толщиной 0,2—0,3 мм движется со скоростью 150—300 мімин. Нагрев до 760—800° С произво­ дится за 3—5 сек. Расплавленные металлы отличаются вы­ соким коэффициентом теплоотдачи, но стальные детали интенсивно обезуглероживаются и разъедаются даже при быстром нагреве. Слой древесного угля или песка на поверх­ ности мало помогает делу. Большой удельный вес свинца также является недостатком — стальные детали всплывают на поверхность в такой ванне. Летучесть свинца несколько ниже, чем летучесть галоидных солей, но токсичность его значительно выше — предельно допустимая концентрация

12

свинца в воздухе составляет всего 0,01 мг/м3. Установка свинцовых ванн разрешается в исключительных случаях (в основном при патентировании проволоки). В помещении, где размещены свинцовые ванны, должны быть применены специальные заглаженные строительные конструкции, за­ трудняющие оседание пыли и обеспечивающие ее легкое удаление.

В практике термических цехов машиностроительных предприятий вследствие перечисленных технологических недостатков ни свинцовые ванны [1141, ни ванны с распла­ вом AI—Si—Fe [19] не нашли заметного применения.

Использование стекол и стекольных с и с т е м для нагрева стали

охлаждения светлую чистую поверхность — вот основные преимущества стекол как жидких теплоносителей.

3. Вуйцик [127] предложил использовать для нагрева изделий, подлежащих отжигу или закалке в интервале тем­ ператур до 1000° С, расплавленный борный ангидрид. На возможность применения борного ангидрида в качестве нагревательной среды в среднетемпературных ваннах ука­ зывают также Е. А. Смольников и Ф. И. Жданова [76]. Упругость паров В 2 0 3 низкая (рис. 2), но при температурах ниже 1000° С вязкость В 2 0 3 превышает 80 пз [107]. В жид­ кости с такой высокой вязкостью конвекция затруднена,— это приводит к резкому замедлению нагрева. При извле­ чении из вязкой ванны каждая деталь уносит большое ко­ личество стекольного расплава. Толстый слой стекла на поверхности нагретой детали замедляет ее охлаждение

13

в закалочной среде. По этим причинам предложение 3. Вуйцика практического применения не получило.

Л. Б. Ефимова и А. И. Козлов [33] производили опыты по нагреву в оконном стекле (приводится состав после нагрева

Рис. 5. Диаграмма состояния Si02 — Na2 0.

заготовок из стали 45: 65% Si02 ; 1,4% А1а 03 ; 3,1% Fe2 03 ; 6,5% СаО; 3,5% MgO; 20,3% Na„0 + К2 0). Обезуглерожи­ вание здесь меньше, чем при нагреве в ВаС12, а стоимость стекла невысока. В работе И. И. Гущиной [281 для нагрева стали также были использованы силикатные стекла. Однако для большинства марок стали использовать в качестве тепло-

14

Добавка СаО при высоких температурах понижает вязкость, а при низких — повышает. Аналогично действуют добавки ВаО и MgO. Вязкость стекол в интервале температур 1200— 1-250° С составляет 50—30 пз [29]. И. И. Гущина приводит библиографические ссылки об успешном применении нагре­ ва стали в бое оконного стекла в практике итальянских и американских фирм.

Ю. А. Паньков [55] исследовал нагрев сталей У10, ШХ15, 55С2 в расплаве, состоящем из смеси оконного стекла и силикатных шлаков. При нагреве в предлагаемых расплавах

15