NO162867B - Anvendelse av et vandig middel for braakjoeling av aluminiumbaserte legeringer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår anvendelse av et vandig middel for bråkjøling av aluminiumbaserte legeringer.

FR-PS 2 507 209 beskriver og krever et nytt vandig brå-kjølingsmiddel basert på vannoppløselige organiske polymerer for varmebehandling av jernbaserte metaller og legeringer og spesielt for karbonstål og legerte stål, som tillater reduksjon av varigheten av kalifakteringsfasen, en økning av avkjøllngshastigheten under kalifakteringsfasen, en økning av avkjølingshastigheten under kalifakteringsfasen, en progres-siv reduksjon i avkjøllngshastigheten under den kjernedannende kokefase, idet den maksimale avkjølingshastighet inntrer i begynnelsen av denne fase, samt å unngå utfelling av den organiske polymer på de bråkjølte komponenter, en frem-gangsmåte som karakteriseres ved at fra 0,1 til 30 vekt-# polyoksyalkylenglykoleter med en molekylvekt fra 4000 til 30 000 og fortrinnsvis fra 10 000 til 12 000 eller fra 20 000 til 25 000, og fra 0,5 til 15 vekt-# av et antikorrosjonsadditiv valgt blant salter av oksysyrer med fra 7 til 13 karbonatomer av et alkanolamin og cinnamater av alkanolaminer, idet resten er vann.

Imidlertid er det kjent at bråkjøling av aluminiumbasis-legeringer er et annet fenomen enn bråkjøling av stål idet strukturfenomenene er generelle i sin natur.

Når aluminiumbaserte legeringer underkastes vannbråkjøllng forsøker man å oppnå det best mulige kompromiss på den ene side mellom de mekaniske strekkegenskaper og den dimen-sjonene stabilitet ved bråkjøling av tynne eller presisjons-utstansede komponenter med, som et vesentlig kriterium, en isotermitet på overflatene og en reproduserbarhet av kjølevirkningene, og på den annen side mellom mekaniske strekkegenskaper og restbelastninger fra bråkjøling av tykke komponenter med, som vesentlig kriterium, aks^llererte og reproduserte avkjølingshastigheter som tillater hurtig bråkjøling av legeringene i det kritiske kjøleområdet på 400 til 250°C uten derved å forårsake utilsiktet oppmykning av overflatesjiktet eller metallhuden, spesielt ved temperaturer mellom 500 og 400°C.

Det er overraskende funnet at det vandige middel som kreves for bråkjøling av stål i det ovenfor angitte franske patent også kan anvendes for bråkjøling av aluminiumbaserte legeringer og derved gjøre det mulig å oppnåd det best mulig kompromiss mellom mekaniske egenskaper og dimensjonsstabili-tet. Foreliggende oppfinnelse utgjør således en forbedring av det som beskrives i det ovenfor angitte FR-PS 2 507 209, overført på aluminiumbaserte legeringer.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse som angitt ovenfor anvendelse av et middel omfattende fra 0,1 til 30 vekt-56 polyoksyalkylenglykoleter med en molekylvekt fra 4000 til 30 000 og fortrinnsvis fra 10 000 til 12 000 eller fra 20 000 til 25 000, og fra 0,5 til 15 vekt-£ antikorrosjonsadditiv valgt blant oksosyrer med fra 7 til 13 karbonatomer av et alkanolamin og cinnamater av alkanolamlner idet resten er vann, med en fortrinnsvis sammensetning på fra 5 til 20 vekt-# av nevnte polyoksyalkylenglykoleter og fra 2 til 10 vekt-5É additiv for bråkjøling av aluminiumbaserte legeringer.

De følgende eksempler illusterer en måte for gjennomføring av oppfinnelsen: Det vandige middel fremstilles ved i vann å oppløse kommersiell "EMKAROX" FC 31/45000 og tilsetning av kommersiell "I.P.9" idet arten og egenskapene er som angitt ovenfor.

"EMKAROX" er et registrert varemerke for en polyalkylen-glykoleter og mere spesielt en blandet glykoleter av etylenoksyd og propylenoksyd med et etylenoksydrpropylen-oksydforhold lik 3 og en molekylvekt innen området 11 000 til 22 000.

"I.P.9" er et registrert varemerke for et antikorrosivt additiv bestående av reaksjonsproduktet av en "oksosyre" med 9 karbonatomer med isopropanolamin (blanding av mono-, di- og triamin).

I den følgende beskrivelse og de ledsagende krav vil vare-merkene "EMKAROX" og "I.P.9" benyttes.

Det ble gjennomført sammenligningsforsøk ved bruk av vann ved 20 og 60°C som et referanse bråkjølingsmiddel. Bråkjølings-midler ifølge oppfinnelsen er vandige oppløsninger av "EMKAROX" med 15 vekt-* innhold, med tilsetning av 4 volum-* "1.P.9" (i forkortet form angitt som 15/4) og en vandig oppløsning av 5$ "I.P.9"; (i forkortet form angitt som 12/5).

Prøvestykker ble deretter underkastet bråkjøling fra en temperatur på 500°C. Man fant at: 1) lengden av kalifakteringsfasen og denne høye temperaturstabilitet (ved 500 til 400°C) økes; 2) at avkjøllngshastigheten i det kritiske bråkjølings-området (400 til 250°C) vesentlig økes; 3) at generelt reproduserbarheten for bråkjølingen sikres, noe som langt fra er tilfelle med koldt og varmt vann.

Aksellerert avkjøling mellom 500 og 250°C oppnås med de følgende optimale sammensetninger:

15* "EMKAROX" FC31 + 4* "I.P.9" (på vektbasis)

12* "EMKAROX" FC31 + 5* "I.P.9" (på vektbasis)

10* "EMKAROX" FC31 + 6* "I.P.9" (på vektbasis)

Disse oppløsninger gir avkjølingshastigheter innen området med høye temperaturer (500 til 400° C) som er ekvivalente eller noe høyere ("EMKAROX" <15*) enn de som oppnås med vann ved en temperatur av 60°C i ikke-omrørt tilstan.., såvel som en overgang mellom kalifaktering og kjernedannende koking som er mindre brå enn ved bruk av vann ved 60°C, noe som er et gunstig trekk med henblikk på dimensjonsstabiliteten for de bråkjølte produkter.

Avkjølingshastlghetene i det kritiske bråkjølingsområdet (400 til 250° C) er lavere enn de som oppnås med vann ved 60° C i ikke-omrørt tilstand, dette i en grad av fra 30 til 50*

(under overflaten), hvorved de ovenfor indikerte oppløsninger fortrinnsvis benyttes for bråkjøling av relativt tynne produkter av aluminiumlegeringer med høye karakteristika

(7075) eller tykkere produkter av legeringer med lavere kritisk bråkjølingshastighet (6061, 7020, 7010 eller lignende). Den følgende tabell angir resultater av prøver med henblikk på bråkjøling av aluminiumbaserte legeringer som viser de gunstige resultater som oppnås med de konsentrerte vandige oppløsninger "EMKAROX" + "I.P.9":

Prøvebetingelser:

Optimale betingelser: vandig oppløsning inneholdende fra

5 til 20 vekt-* "EMKAROX" FC 31/45000 + 2 til 10 vekt-*

"I.P.9";

- Foretrukne prøvebetingelser: 15* "EMKAROX" + 4* "I.P.9"

(angitt som 15/4) og 12* "EMKAROX" + 5* "I.P.9" (angitt som 12/5).

Eksempel 1

Denne prøve hvis formål er å bedømme deformering på grunn av bråkjølingen, ble gjennomført på et rør av AU4G (2017), med en lengde på 230 mm, en diameter på 60 mm og en tykkelse på 2,5 mm, idet røret ble splittet langs en generatrise med 25 mm mellom de to lepper.

Røret ble underkastet en konvensjonell faststoffoppløsnings-.behandl ing i 15 minutter ved en temperatur på 485°C.

Behandlingen ble gjennomført på satser av 4 rør som ble bråkjølt ved vertikal nedsenkning i en 100 1 tank uten omrøring. Målingen ble så gjennomført med henblikk på i hvilken grad leppene hadde beveget seg mot hverandre (-) eller fra hverandre (+) på 5 punkter med 40 mm avstand, og gjennomsnittet av de fem målinger for hvert av de fire rør ble fastslått.

Sammenligningsprøver ble gjennomført ved bruk av luftbråkjøl-ing, bråkjøling med vann av 20°C og med vann av 40° C, og i "EMKAROX" i en mengde av 10*, uten noen tilsetning.

Eksempel 2

Man målte innvirkningen av bråkjølingen på de mekaniske karakteristika og deformasjonen av plater av AZ8GU (7075) i dimensjoner 400 mm x 400 mm x 8 mm, bråkjølt ved hurtig vertikal nedsenkning i en 200 1 tank. Platene var på forhånd underkastet en konvensjonell faststoffoppløsningbehandling i 4 timer ved 480°C. Sammenligningsprøver ble gjennomført ved bruk av vann ved 20°C og 60"C. Resultatene er som følger: Avkjølingsoppløsninger basert på "EMKAROX" og "I.P.9" er spesielt attraktive med henblikk på tynne produkter bestående av legeringer med høykarakteristika, med høy risiko for deformering (presisjonsutstansing, ekstruderte produkter, støpte komponenter av komplisert form). De gjør det mulig å eliminere deformering på grunn av bråkjøling under samtidig bibeholdelse av mekaniske karakteristika, noe som gjør oppløsninger av "EMKAROX" + "I:P.9" ekstremt attraktive ut fra et synspunkt med henblikk på et kompromiss mellom mekaniske egenskaper og deformasjon eller restbråkjølingsbe-lastninger.

I tillegg, og i kontrast til bråkjøling med varmt vann av 40°C eller mer, gir bråkjøling i oppløsninger av "EMKAROX" og "I.P.9" reproduserbare resultater, noe som forbedrer pålitelighetsnivået ved fremstilling av komponenter og således gjør det mulig å unngå belastninger og omkostninger i hetvannstanker.

Claims (2)

1. Anvendelse av et middel omfattende fra 0,1 til 30 vekt-* polyoksyalkylenglykoleter med en molekylvekt fra 4000 til 30 000 og fortrinnsvis fra 10 000 til 12 000 eller fra 20 000 til 25 000, og fra 0,5 til 15 vekt-* antikorrosjonsadditiv valgt blant oksosyrer med fra 7 til 13 karbonatomer av et alkanolamin og cinnamater av alkanolaminer idet resten er vann, med en fortrinnsvis sammensetning på fra 5 til 20 vekt-* av nevnte polyalkoksyalkylenglykoleter og fra 2 til 10 vekt-* additiv for bråkjøling av aluminiumbaserte legeringer.

2. Anvendelse ifølge krav 1 av et middel omfattende fra 12 til 15 vekt-* "EMKAROX" FC31/45000 og fra 4 til 5* "I.P.9".