Способ термической обработки изделий

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ из легкоокисляющихся металлов и сплавов, включающий нагрев их в вакууме с последующим охлаждвнием в Зсшщтном газе, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества изделий путем исклю чения окисления и газонасыще ия их поверхности, в процессе охлаждения давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного. (Л

119) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ

M ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3315430/22-02 (22) 07.07.81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) В.П.Козинец, Г.Н.Хейфец, В.И.Сокур, М.Я.Сосновский, И.Н.Ефимова, П.Л.Миропольский и О.Т.Никольская (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности

;(53) б 21. 78. 06 2 (088. S) (56) 1. Ткач В.И. и др. Исследование беэокислительной термической обработки руд в роликовой. печи.

Известия вузов. Черная металлургия, 1975,.)) 6, с. 129-131.

2. Лейканд М.С. Вакуумные электрические печи. M., ".Энергия", 1968, с. 194-195. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ OSPABOTКИ ИЗДЕЛИЯ из легкоокисляющихся металлов и сплавов, включающий нагрев их в вакууме с последующим охлаждением в защитном газе, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества иэделий путем исклю-. чения окисления и гаэонасыщеиия их поверхности, в процессе охлаждения давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного.

1014932

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термообработке труб и другого проката, в частности, иэ легкоокисляющихся металлов и сплавов на их основе. 5

Известен способ термической обработки иэделий, включающий нагрев и охлаждение в защитном газе f1).

Однако способ не обеспечивает необходимое качество изделий из легкс окисляющихся металлов и сплавов.

Эта обусловлено тем, что в процессе термообработки происходит окисление поверхности изделий кислородсодержащими примесями, находящимися в защит- 15 ном газе.

В этом случае при непрерывной продувке камер печи защитным газом концентрация кислородсодержащих примесей над поверхностью термообрабаты- 2у ваемого изделия, зависящая от степени очистки газа и его давления в камере как в процессе нагрева, так и в процессе охлаждения иэделий остается практически постоянной и в ряде случаев является недопустимой с точки зрения возможного окисления изделий и неблагоприятного гаэонасыщения их. В то же время операции по глубокой очистке и осушке газа являются трудоемкими и дорогостоя-. щими.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ термической обработки изделий из легкоокисляющихся металлов и спла- З5 вов, включающий нагрев их в вакууме с последующим охлаждением в защитном газе t 2 j.

Способ улучшает качество поверхности вследствие нагрева иэделий 40 в вакууме. Однако он также не обеспечивает требуемое качество изделий и приводит к недопустимому окислению и газонасыщению поверхности иэделий из легкоокисляющихся металлов и спла-. 45 вов. Это объясйяется тем, что в процессе охлаждения давление защитного газа остается постоянным, близким к атмосферному, обуславливая постоянство концентраций кислородсодержащих и других активных примесей защитного газа, которые, взаимодействуя с поверхностью охлаждаеьых иэделий, окисляют ее и насыщают поверхностный слой, особенно при начальных высоких .температурах иэделия (более 1000 С).

Если же охлаждение изделий Осуществлять при постоянном низком давлении защитного газа, при котором 60 концентрация примесей безопасна с точки зрения окисления поверхности и насыщения поверхностного слоя, то резко снижается скорость охлажде-.. ния, особенно при, пониженных темпе- 65 ратурах изделия, когда доля теплоотдачи излучением практически ничтожна.

Цель изобретения - повышение качества иэделий путем исключения окисления и гаэонасыщения их поверхности.

Поставленная цель достигается согласно способу термической обработки изделий иэ легкоокисляющихся металлов и сплавов, включающему нагрев их в вакууме с последующим охлаждением в защитном газе, в процессе охлаждения давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного.

В предлагаемом способе давление защитного газа над поверхностью охлаждаемых изделий увеличивают с понижением их температуры в диапазоне 1000-100 С постепенно, чтобы, с одной стороны, ограничить концентрацию кислородсодержащих и других активных примесей газа в допустимых пределах, исключающих окисление и недопусгимое газонасыщение иэделий., с другой стороны, чтобы при сохранении безокислительных условий охлаждения обеспечить максимально возможные скорости теплоотдачи от иэделий к газу вследствие усиления конвекции и теплопроводности при пониженных температурах.

С понижением температуры скорости неблагоприятных реакций взаимодействия материала иэделий с примесями газа снижаются, и поэтому безокислительное охлаждение изделий с исключением их недопустимого газонасыщения может быть обеспечено при более высоких давлениях защитного газа.

По мере охлаждения иэделий до

100 С безопасной с точки зрения окисления и газонасыщения их поверхности давление защитного газа следует повышать постепенно до атмосферного, увеличивая скорость охлаждения, исключая газонасыщение металла и окисление его поверхности.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает стол 1 для загрузки изделий, шлюзовую камеру

2 для загрузки обрабатываемых изделий, камеры 3 нагрева, камеры 4 охлаждения, шлюз 5 для разгрузки обрабатываемых изделий, вакуумные насосы б, кран-натекатель 7 для дозированной подачи защитного газа, устройство 8 для осушки и очистки газа, баллоны 9 с защитным газом, стол 10 для. разгрузки иэделий, технологические затворы 11 — 15 .

Способ реализуют следующим образом.

Иэделия, предназначенные для термической обработки, размещают на

1014932

Составитель В. Смирнов

Редактор С. Юско Техред И.Гергель Корректор В. Гирняк

Заказ 3137/23 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 столе 1 загрузки. В шлюзовой камер поддерживают атмосферное давление.

При загрузке открывают технологический затвор 11 и садку .изделий на роликах или при помощи какоголибо другого механизма перемещают в шлюзовую камеру. загрузки. В зто время в камерах нагрева и охлаждения давление 1,33. 10 з Па. Закрывают технологическйй затвор 11 и производят откачку шлюзовой камеры до необходимого вакуума. Затем открывают технологический затвор

12 и осадку изделий перемещают в камеру нагрева, где производят нагрев иэделий до заданной температуры, после чего открывают затвор 13 и изделия перемещают в камеру охлаждения. В процессе охлаждения изделий открывают кран-натекатель, через который осуществляют дозированную подачу защитного газа, поступающего через устройство для осушки и очистки иэ баллона с защитным газом.

Защитный гаэ подают в таких дозах, чтобы давление в камере изменялось в соответствии со снижением температуры.

Дозированную подачу защитного газа в зависимости от температуры охлаждаемых изделий можно осуществлять с помощью автоматического программно- го устройства (не показано) . Но мере снижения температуры изделий.до уровней, при которых безопасными становятся концентрации примесей подаваемого газа, подачу защитного газа увеличивают до атмосферного давления.

После охлаждения изделий в камере охлаждения до 100 С открывают технологический затвор 14 и садку изделий перемещают в шлюз для разгрузки. Во время перемещения садки кран-натека5 тель перекрывают. Для выгрузки термообработанных иэделий на воздух технологический затвор 14 закрывают, в шлюз для разгрузки напускают воздух и через технслогический затвор

)p 15 садйу изделий выдают на стол для разгрузки.

В процессе охлаждения изделий вакуумный насос камеры охлаждения перекрыт.либо работает при давлении в камере, баэопасном с точки .зрения натекания воздуха в камеру через неплотности.

В момент перемещения садки из ка . меры охлаждения в шлюз для раэгруэ20 ки изделий, а также во время закрытия затвора 14, камеры охлаждения откачивается до рабочего вакуума.

Благодаря этому последующее открытие затвора 13 для перемещения

25 очередной садки из камеры нагрева в камеру охлаждения уже безопасно с точки зрения попадания части защитного газа в объем камеры нагрева.

Описанный рабочий цикл повторяется периодически.

30 Предлагаемый способ по сравнению с известным позволит исключить окисление поверхности .изделия (после термообработки поверхность иэделия светлая, блестящая, без следов

35 окисления и предотвратить газонасыщение, чтб в свою очередь повысит качество термообработки иэделий.