×
29.05.2019
219.017.6702

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ БЕЗОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ И ШАХТНАЯ ПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Группа изобретений относится к области машиностроения и предназначена для безокислительного отжига изделий, отпуска деталей из специальных нержавеющих сталей для вакуумной термической обработки стальных длинномерных труб. Для повышения качества обработки изделий и производительности печи изделия, подвергаемые термической обработке, укладывают в приспособление, соединяют его с крышкой контейнера с помощью захвата. Приспособление загружают в контейнер, обеспечивают герметичное соединение крышки с контейнером посредством резиновой прокладки, продувают его инертным газом. Размещают контейнер в разогретой реторте печи, подают воду для охлаждения крышки. Подачу воды и инертного газа прекращают при температуре изделий не выше 200°С, затем отсоединяют крышку от контейнера и приспособления и охлаждают изделия на воздухе. Шахтная печь содержит корпус с расположенной в нем нагревательной камерой, на полках которой установлен нихромовый нагреватель, реторту из жаростойкой стали, по образующей которой выполнен герметичный канал с установленными в нем термопарами, подключенными к терморегуляторам, контейнер, закрываемый водоохлаждаемой крышкой, отражательные элементы, соединенные с крышкой. На крышке закреплено посредством захватов приспособление с изделиями. Через крышку проходят трубка для входа рабочей среды в контейнер, трубка для выхода рабочей среды из контейнера и патрубок для создания вакуума в контейнере. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Группа изобретений относится к области машиностроения и может быть использована для безокислительного отжига изделий, отпуска деталей из специальных нержавеющих сталей, для вакуумной термической обработки стальных хромированных труб.

Известен способ термической безокислительной обработки, принятый за прототип (см. ОСТ 92-1188-78 "Обработка термическая безокислительная деталей, сборочных единиц и заготовок из коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов"). Термическую обработку проводят в среде инертного газа. Способ заключается в том, что изделия укладывают в контейнер, обеспечивают герметизацию контейнера, продувают его инертным газом до полного удаления воздуха, загружают контейнер с изделиями в разогретую камерную печь, нагревают контейнер с изделиями до технологической температуры, выдерживают при этой температуре, выгружают контейнер с изделиями из печи и производят охлаждение.

Известна шахтная печь Ц-105А, состоящая из металлического каркаса (корпуса), внутри которого находится нагревательная камера с нагревательными элементами. В реторте, изготовленной из жаропрочного сплава и установленной в нагревательной камере, размещается корзина (контейнер) для обрабатываемых изделий. Реторта герметично закрыта крышкой. Через крышку печи проходят трубки для входа и выхода газовой рабочей среды. Температуру печи контролируют и регулируют с помощью потенциометра (терморегулятора) совместно с термопарой, установленной сбоку печи. Рядом с печью монтируют колодец, в котором охлаждают изделия. Печь взята в качестве прототипа (см. Николаев Е.Н. Термическая обработка металлов и оборудования термических цехов. М.: Высшая школа, 1980, стр.103-104).

Недостатками известных способа и устройства являются: неравномерность нагрева изделий и недостаточная защита их от окисления, низкая производительность процесса, длительность процесса разогрева печи до рабочей температуры из-за большой массы реторты, большой перепад температур в рабочем пространстве, большой расход рабочего газа ввиду недостаточной герметичности крышки печи, ограниченная область применения.

Группой изобретений решаются задачи: повышение качества термической обработки изделий, повышение производительности печи, повышение удобства эксплуатации, снижение себестоимости процесса.

Предлагаемая группа изобретений направлена на достижение технического результата, заключающегося в применении разнородных безокислительных сред, в обеспечении равномерного нагрева изделий, в обеспечении перепада температур в рабочем пространстве печи не более ±3°C, в стабильном получении неокисленной поверхности изделий при термообработке, в реализации одновременного двухзонного, с разной температурой, нагрева длинномерных изделий.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе термической безокислительной обработки изделий из сталей и сплавов, включающем укладку изделий в контейнер, герметизацию контейнера, продувку инертным газом, загрузку контейнера с изделиями в разогретую печь, нагрев и выдержку при технологической температуре, последующее охлаждение, прекращение подачи инертного газа, разгерметизацию контейнера и выгрузку изделий, новым является то, что безокислительную термическую обработку производят в печи с ретортой, для чего изделия укладывают в приспособление, приспособление с изделиями соединяют с крышкой контейнера, загружают в контейнер, герметизируют контейнер крышкой посредством резиновой прокладки, подают воду для охлаждения крышки с резиновой прокладкой после загрузки контейнера в разогретую реторту печи, прекращают подачу воды перед выгрузкой приспособления с изделиями из контейнера на воздух при температуре изделий не выше 200°С.

Наличие реторты и применение приспособления для укладки изделий позволяет обеспечить их равномерный нагрев и охлаждение.

Указанный технический результат достигается тем, что в шахтной печи сопротивления, содержащей корпус, нагревательную камеру с нагревательными элементами, реторту, крышку, трубки для входа и выхода газовой рабочей среды, контейнер для размещения изделий, термопару с терморегулятором, новым является то, что печь снабжена съемным контейнером, герметизируемым крышкой с резиновой прокладкой, охлаждаемой водой, тремя зонами регулирования, тремя термопарами, расположенными в вертикальном глухом канале, выполненном вдоль образующей реторты, и подключенными к терморегуляторам, отражательными элементами-экранами, соединенными с крышкой контейнера, на которой прикреплено приспособление для размещения обрабатываемых изделий, а крышка снабжена выходным патрубком для создания вакуума в контейнере. В качестве рабочей среды используется инертный газ, в частности аргон. Кроме того, в качестве рабочей среды может использоваться вакуум.

Снабжение нагревательной камеры шахтной печи тремя зонами регулирования и тремя термопарами, расположенными в вертикальном глухом канале, выполненном вдоль образующей реторты, и подключенными к терморегуляторам, и наличие реторты обеспечивают перепад температуры в удлиненной по высоте рабочей зоне, присущей шахтной печи, не более ±3°С, а в сочетании с применением приспособления для размещения изделий их равномерный нагрев и охлаждение.

Трехзонное регулирование температуры и жесткий допуск по перепаду температуры в рабочей зоне позволяет качественно производить безокислительную термообработку длинномерных изделий, в том числе двухзонную с разной температурой по зонам.

Снабжение шахтной печи отражательными элементами-экранами, соединенными с крышкой контейнера, позволяет снизить тепловой поток, а значит, потери через охлаждаемую крышку контейнера.

Закрепление приспособления с изделиями на охлаждаемой крышке контейнера, причем приспособление не касается донной части контейнера, а контейнер не касается донной части реторты, т.е. ни реторта, ни контейнер в нагретом состоянии не несут силовой нагрузки от воздействия приспособления с изделиями, резко увеличивает их срок эксплуатации. Это позволяет изготавливать реторту из тонколистовой стали и снизить расход дорогостоящей жаростойкой стали, что ведет к снижению себестоимости процесса. Снижение массы реторты обеспечивает экономию электроэнергии и сокращает время выхода печи на технологический температурный режим.

Шахтная печь сопротивления комплектуется несколькими герметичными съемными контейнерами для размещения изделий, что обеспечивает непрерывную работу печи и способствует повышению производительности.

Предложенная конструкция шахтной печи с контейнерами, закрывающимися герметичными крышками с резиновыми прокладками, охлаждаемыми водой, снабженными патрубками для откачки воздуха, позволяет производить безокислительную термообработку изделий как в среде инертного газа, например в аргоне, так и в вакууме либо путем чередования этих сред, в том числе в одном процессе, например нагрев и охлаждение изделий производят в среде аргона, а технологическую выдержку в вакууме, в зависимости от требований конструкторской документации.

Применение при отпуске и отжиге на каждом этапе технологического процесса защитной среды - аргона или вакуума обеспечивает защиту поверхности изделий от окисления.

Применение контейнеров, которые герметизируются крышкой через резиновую прокладку, вместо использования песочных затворов, заварки крышки и т.д. обеспечивает не только культуру производства, удобство при эксплуатации, но и качество поверхности термообрабатываемых изделий.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Предлагаемый способ реализуется в шахтной печи сопротивления для термической обработки изделий из сталей и сплавов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

фиг.1 - общий вид шахтной печи сопротивления,

фиг.2 - общий вид шахтной печи сопротивления (обработка длинномерных изделий).

Печь содержит металлический корпус 1 с расположенной в нем нагревательной камерой 2, на полках которой установлен нихромовый нагреватель 3, состоящий из трех независимых секций, реторту 4, изготовленную из жаростойкой стали, по образующей которой выполнен глухой канал 5 с установленными в нем термопарами 6, 7, 8, подключенными к терморегуляторам (на чертеже не показаны), контейнер 9, закрываемый водоохлаждаемой крышкой 10, отражательные элементы 11, соединенные с крышкой 10. На крышке 10 закреплено приспособление 12 для размещения термообрабатываемых изделий. Приспособление 12 снабжено захватом 13 для соединения с крышкой 10. Через крышку 10 проходят: трубка 14 для входа рабочей среды в контейнер 9, трубка 15 для выхода рабочей среды из контейнера 9 и патрубок 16 для создания вакуума в контейнере 9.

Пример реализации способа термической безокислительной обработки изделий в среде аргона в шахтной печи сопротивления (преимущественно для мелких деталей).

Детали 17 укладывают в приспособление 12, соединяют его с крышкой 10 контейнера 9 с помощью захвата 13. Приспособление 12 с деталями 17 загружают в контейнер 9, обеспечивая герметичное соединение крышки 10 с контейнером 9 посредством резиновой прокладки. Подают через трубку 14 аргон в контейнер 9 до полного вытеснения воздуха, обеспечивают 3-4-кратный обмен в контейнере 9. Контейнер 9 с приспособлением 12 и деталями 17 загружают в реторту 4, находящуюся при технологической температуре. Подают воду для охлаждения крышки 10 печи с резиновой прокладкой. После нагрева и технологической выдержки контейнер 9 с крышкой 10, приспособлением 12 и деталями 17 извлекают из реторты 4 и охлаждают на воздухе. Прекращают подачу воды через крышку 10 с резиновой прокладкой и подачу аргона в контейнер 9 при температуре деталей не выше 200°С. Отсоединяют крышку 10 от контейнера 9, отсоединяют крышку 10 от приспособления 12 с деталями 17. Окончательно охлаждают приспособление 12 с деталями 17 на воздухе. Напуск воздуха в контейнер 9 при температуре деталей 17 выше 200°С приводит к окислению поверхности деталей и образованию цветов побежалости, что по техническим условиям не допускается.

При реализации способа в качестве безокислительной среды, при необходимости, на каждом этапе технологического процесса может быть использован инертный газ, например аргон, или вакуум.

Пример реализации способа безокислительной термической обработки в шахтной печи сопротивления (обработка длинномерных хромированных труб).

Согласно техническим условиям стабилизация хромового покрытия должна производиться в вакууме. Кроме того, задана двухзонная стабилизация с разной температурой по зонам с обеспечением перепада температуры по зонам не более ±3°С. Следует отметить, что термическая обработка изделий в вакууме при температурах до 500°С, например, на этапе нагрева имеет ряд существенных недостатков. Поскольку передача тепла в вакууме осуществляется только за счет излучения, которое при температурах до 500°С обладает малой интенсивностью (энергией), а конвекция и теплопроводность отсутствуют, время нагрева изделий резко возрастает. Одновременно увеличивается перепад температур в рабочем пространстве и неравномерность нагрева изделий из-за экранирования их друг другом (одно изделие "затеняет" другое). Поэтому для обеспечения требований конструкторской документации (КД) поступают следующим образом: на этапах нагрева и охлаждения используют в качестве безокислительной среды аргон, при этом обеспечивается высокая скорость нагрева и охлаждения, равномерность нагрева и охлаждения, минимальный перепад температуры в рабочем пространстве. Это достигается за счет передачи тепла не только излучением, но также конвекцией и теплопроводностью газа. Технологическую выдержку производят в вакууме, тем самым выполняют требования КД и устраняют недостатки нагрева и охлаждения в вакууме.

Последовательность действий при реализации способа безокислительной двухзонной термической обработки длинномерных стальных хромированных труб заключается в следующем.

Задают с помощью терморегулятора, соединенного с термопарой 6, температуру в верхней зоне печи, например, 570°С. Задают с помощью терморегуляторов 7, 8 температуру в средней и нижней зонах, например, 500°С. Включают и выводят печь на технологический температурный режим. Детали 17 устанавливают в приспособление 12, соединяют приспособление 12 с крышкой 10 контейнера 9 с помощью захвата 13. Приспособление 12 с деталями 17 загружают в контейнер 9, обеспечивают герметичное соединение крышки 10 с контейнером 9 посредством резиновой прокладки. Перекрывают трубки 14, 15 и через патрубок 16 вакуумируют контейнер 9. По достижении требуемого уровня вакуума патрубок 16 перекрывают и через трубку 14 напускают аргон в контейнер 9. Загружают контейнер 9 с приспособлением 12 и деталями 17 в реторту 4, находящуюся при технологической температуре. Подают воду через крышку 10 с резиновой прокладкой. Во время всего процесса нагрева подачу аргона в контейнер 9 не прекращают. После нагрева контейнера 9 с приспособлением 12 и деталями 17 в среде аргона до технологической температуры по зонам производят вакуумирование контейнера 9 посредством патрубка 16 при перекрытых трубках 14, 15. Выдержку контейнера 9 с приспособлением 12 и деталями 17 при технологической температуре производят в среде вакуума. По завершении выдержки производят напуск аргона в контейнер 9 через трубку 14. Извлекают контейнер 9 с крышкой 10, приспособлением 12 и деталями 17 из реторты 4 и охлаждают на воздухе, при этом подачу аргона через трубку 14 в контейнер 9 не прекращают. Прекращают подачу воды через крышку 10 с резиновой прокладкой и подачу аргона в контейнер 9 по достижении температуры деталей 17 не выше 200°С. Отсоединяют крышку 10 от приспособления 12 с деталями 17 посредством захвата 13. Окончательно охлаждают приспособление 12 с деталями 17 на воздухе.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 311 items.
27.07.2014
№216.012.e2e4

Информационно-управляющая система робототехнического комплекса боевого применения

Изобретение относится к средствам информационного обмена и управления. Информационно-управляющая система робототехнического комплекса содержит магистрали обмена, датчики и вычислительную систему. Информационно-управляющие потоки робототехнического комплекса разделены на каналы обмена и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523874
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e52c

Устройство для фиксации визирного оптического прибора

Изобретение относится к военной и специальной технике, в частности к приспособлениям для крепления и установки оптического оборудования, и может быть использовано в комплексах вооружений различного назначения, оснащенных оптическими приборами. Устройство для фиксации визирного оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524458
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e6d2

Способ изготовления точных штамповок

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий со сложнопрофильной поверхностью. Исходную заготовку пластически деформируют за две операции. На первой операции производят выдавливание заготовки, нагретой до температуры деформации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524883
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.ecfd

Гирокомпас

Использование: изобретение относится к гироскопическим приборам для навигации, геодезии, измерения азимута на земной поверхности. Сущность: гирокомпас содержит корпус 1, выполненный с возможностью вращения на своей оси 2, которая установлена на упорном подшипнике 3 и зафиксирована в вертикально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526477
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f139

Способ термической обработки штампов и пресс-форм

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для термической обработки штампов из полутеплостойких и теплостойких сталей повышенной вязкости, к примеру 5ХНМ и 4Х5МФС, а также пресс-форм из стали 4Х5МФС. Способ термической обработки штампов и пресс-форм включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527575
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f14d

Способ боевого применения мобильного комплекса дистанционно-управляемого оружия

Изобретение относится к области военной техники, а именно к способам боевого применения мобильного комплекса дистанционно управляемого оружия. Способ боевого применения мобильного комплекса дистанционно - управляемого оружия включает установку стрелкового оружия с видеокамерой в зоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527595
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.10.2014
№216.012.fb74

Способ изготовления ствола крупнокалиберного пулемета

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стволов пулемета калибра 14,5 мм. Для повышения качества и улучшения эксплуатационных характеристик ствола заготовку ствола получают из легированной стали, в составе которой легирующие элементы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530218
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fc43

Система перекачивания топлива

Изобретение относится к системам перекачивания топлива, в частности к устройствам для обслуживания малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БЛА) жидким топливом. Система перекачивания топлива содержит последовательно соединенные топливный резервуар 1 (Б1), топливный фильтр 2 (Ф1),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530425
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fc67

Воздушная мишень

Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным мишеням, и может быть использовано для отработки технических характеристик, контроля технических состояний зенитных комплексов с радиолокационными системами наведения, а также обучения расчетов упомянутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530461
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcf0

Способ изготовления литых штампов

Изобретение относится к области машиностроения. Техническим результатом изобретения является обеспечение характеристик пластичности, вязкости, прочности материала литых штампов после упрочняющей термической обработки не ниже соответствующих характеристик инструмента, изготовленного из кованых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530598
Дата охранного документа: 10.10.2014
Showing 51-55 of 55 items.
09.05.2019
№219.017.4f46

Электрическое распределительное устройство

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в наземных подвижных комплексах вооружений, в частности в мобильных комплексах топопривязки, в качестве электрического распределительного устройства при подключении бортового и выносного оборудования. Технический результат состоит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451375
Дата охранного документа: 20.05.2012
09.05.2019
№219.017.50ae

Комплект монтажных частей

Изобретение относится к стрелковому оружию и радиоэлектронной аппаратуре. Комплект монтажных частей для сопряжения радиолокационной станции с пулеметом включает механизм уровня для контроля наведения пулемета в вертикальной плоскости, инструмент для монтажа и регулирования данного комплекта и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468324
Дата охранного документа: 27.11.2012
29.05.2019
№219.017.6682

Способ получения упрочненных стальных изделий точных геометрических размеров и шахтная печь сопротивления для его реализации

Изобретение относится к области термической обработки изделий из нержавеющих сталей мартенситного класса. Для защиты поверхности изделий от окисления, повышения производительности печи приспособление с изделиями размещают в емкости для охлаждения, продувают емкость инертным газом при избыточном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002375471
Дата охранного документа: 10.12.2009
29.05.2019
№219.017.67f3

Расходный материал для фиксации на местности точек специальных топогеодезических сетей

Изобретение относится к средствам создания на земной поверхности специальных топогеодезических сетей и может быть использовано в подвижных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси специальных транспортных средств. Техническим результатом изобретения является создание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002422771
Дата охранного документа: 27.06.2011
29.05.2019
№219.017.6859

Способ безокислительной термической обработки деталей и сборочных единиц

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для реализации процессов термической обработки деталей, к поверхности которых предъявляются особые требования. Способ безокислительной термической обработки, реализуемый при высоком отпуске деталей и сборочных единиц,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456350
Дата охранного документа: 20.07.2012
+ добавить свой РИД