Способ термического удаления облоя и заусенцев с изделий из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам удаления облоя и заусенцев с изделий из алюминиевых сплавов, образующихся в процессе литья под давлением и механической обработки, путем их окисления и сжигания под воздействием на изделие тепловой энергии, выделяющейся при сгорании окружающей изделие горючей смеси в замкнутом герметическом объеме. Цель изобретения - повышение качества обработки и расширение номенклатуры обрабатываемых изделий путем защиты поверхности изделия и снижения потребления газа путем использования энергии экзотермической реакции восстановления. Способ состоит в том, что на всю поверхность изделия, включая облой, заусенцы и выступы, наносится слой порошка окисла металла с более низкой по сравнению с алюминием окислительной способностью. Затем изделие помещают в герметичную камеру, заполняемую горючей смесью, которую воспламеняют. Под действием высокой температуры на удаляемых выступах идет экзотермический процесс алюминотермии, который позволяет снизить количество энергии, выделяющейся при сгорании смеси, а следовательно, и потребление газа. Кроме того порошок окислителя защищает поверхность детали от капель алюминия, образующихся в процессе термического удаления заусенцев. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР } г:: 1 „, 1, "- ;:".:. Ы

- Г,-,/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336211/25-27 (22) 22.09.87 (46) 23.08.90. Бюл. М 31 (72) Г.Т.Бирюков, Е.Н.Сотников, Б.С.Дубровский и А.Г.Швачка (53) 621.791.94.054 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 609606, кл, В 23 К 28/00, 1975. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ

ОБЛОЯ И ЗАУСЕНЦЕВ С ИЗДЕЛИЙ ИЗ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к машиностроению; в чатности к способам удаления облоя и заусенцев с изделий из алюминиевых сплавов, образующихся в процессе литья под давлением и механической обработки путем их окисления и сжигания под воздействием на изделие тепловой энергии, выделяющейся при сгорании окружающей изделие горючей смеси в замкнутом герме тическом обьеме. Цель изобретения — повыИзобретение относится к машиностроению, в частности к способам удаления облоя и заусенцев с изделий из.алюминиевых сплавов, образующихся в процессе литья под давлением и механической обработки, путем их окисления и сжигания под воздействием на иэделие тепловой энергии, выделяющейся при сгорании окружающей иэделие горючей смеси в замкнутом герме-. тическом объеме.

Цель изобретения — повышение качества обработки алюминиевых изделий и расширение номенклатуры обрабатываемых иэделий путем защиты поверхности иэделия и снижение потребления газа путем ис„„Я „„1586867 А1 шение качества обработки и расширение номенклатуры обрабатываемых изделий путем защиты поверхности изделия и снижение потребления газа путем использования энергии зкзотермической реакции восстановления. Способ состоит в том, что на всю поверхность изделия, включая облой, заусенцы и выступы, наносится слой порошка окисла металла с более низкой по сравнению с алюминием окислительной способностью. Затем изделие помещают в герметичную камеру, заполняемую горючей смесью, которую воспламеняют. Под действием высокой температуры на удаляемых выступах идет зкзотермический процесс алюминотермии, который позволяет сни- ч зить количество энергии, выделяющейся при сгорании смеси, а следовательно, и потребление газа. Кроме того, порошок окислителя защищает поверхность детали от

I капель алюминия, образующихся в процес.се термического удаления заусенцев. 1 табл. пользования энергии экзотермической ре.акции восстановления.

Способ состоит в том, что на всю поверхность изделия, подлежащего обработке гаэотермическим способом, включая облой, заусенцы и другие удаляемые ненужные выступы, наносится слой порошка окисла металла, обладающего более низкой по сравнению с алюминием окислительной способностью. Количество порошка окисла металла, наносимого на удаляемые ненужные выступы, определяется по уравнению реакции алюминотермии

2/m MenOm+ 4/ЗА! = 2п/mMe+ 2/ЗА!20з, Затем изделие помещают в рабочую камеру установки, камеру герметически sa1586867 крывают, заполняют горючей смесью и поджигают. При сгорании горючей смеси в камере происходит кратковременное повышение температуры. Под ее воздействием облой, заусенцы иэделий, имеющие большую удельную поверхность соприкосновения с раскаленным газом и малый объем по сравнению с изделием, интенсивно нагреваются. При достижении температуры около 1500 С на поверхности удаляемых выступов начинается экзотермический процесс, аналогичный алюминотермии, в котором окислитель и восстановитель имеют различный фракционный состав, Окислитель.— порошок с размером частиц не более

0,3 мм, восстановитель — алюминиевый сплав в форме пластинки толщиной не более 0,5 мм. Процесс прекращается после полного расходования восстановителя, т,е. удаления ненужного выступа.

Сами же изделия ввиду их значительного объема и малой удельной поверхности при контакте с раскаленными продуктами горения нагреваются не более, чем на

100 — 150 С. Поэтому процесс восстановления окисла металла на поверхности изделия не развивается, Кроме того, порошок окислителя, находящийся на поверхности изделия, защищает ее от налипания мелких капель алюминия и его окислов, образующихся в процессе термического удаления заусенцев и облоя, что повышает качество обработки иэделий, После завершения процесса камеру раскрывают и из нее извлекают обработанные изделия. . Таким образом, в предлагаемом способе тепловая энергия сжигаемых газов расходуется только на нагрев удаляемых ненужных выступов до температуры начала процесса восстановления порошка окисла металла, нанесенного на поверхность облоя или заусенцев. Количество тепловой энергии, выделяющейся при горении газов в замкнутом объеме камеры, определяется начальным давлением горючей смеси, Следовательно, для уменьшения количества тепловой энергии сжигаемых газов, расходуемой на обработку алюминиевых изделий термическим способом, необходимо снизить начальное давление смеси, т.е. уменьшить потребление газа, При этом температура продуктов горения в камере тоже понижается, что позволяет устранить де- формацию тонкостенных алюминиевых отливок из-за их незначительного нагрева в камере.

Пример. Проводят обработку детали типа стяжки газотермическим способом.

Материал детали — сплав АЛ-2 по ГОСТУ.

Масса детали 80 г, толщина стенки детали

20

40 установки и стоимость расходуемых при

45 этом материалов и комплектующих изделий, 50

5 мм, толщина удаляемого облоя 0,15 и

0,5 мм. Масса удаляемого облоя при толщине 0 15 мм 2,5 г, а при толщине 0,5 мм 8 г.

Количество окисла металла (FezOa), необходимое для удаления облоя и рассчитанное по уравнению алюминотермии при толщине

0,015 мм 8,0 r, при толщине 0 5 мм 24 r.

Результаты обработки приведены в таблице, Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа позволяет повысить качество обработки детали при уменьшении количества энергии, выделяющейся в камере при сгорании смеси (давления горючей смеси) — опыты 1 и 4, а также при увеличении толщины облоя без увеличения количества тепловой энергии, выделяющейся в камере при сгорании смеси (опыты 2 и 5). Возможность обработки деталей с увеличенной толщиной облоя (опыты 1 и 5) позволяет расширить технологические возможности (номенклатуру обрабатываемых изделий) применения термоэнергетической обработ-. ки изделий из алюминиевых сплавов с использованием предлагаемого способа.

Использование способа позволяет повысить качество обработки изделий при увеличении толщины удаляемых ненужных выступов в 2,0-2,5 раза путем снижения расхода тепловой энергии сжигаемых газов на обработку деталей. При этом возможно в

2 — 3 раза снизить начальное давление горячей смеси в камере и температуру продуктов горения. Снижение начального давления в камере позволяет упростить конструкцию, обслуживание и эксплуатацию установки для термической обработки алюминиевых изделий. . Упрощение конструкции камеры, газовых систем и применение более простых контрольно-измерительных приборов по- . зволяет снизить трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

Способ термического удаления облоя и заусенцев с изделий из алюминиевых сплавов, при котором детали помещают в герметичную камеру, вводят в нее газовую смесь и поджигают ее, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и расширения номенклатуры обрабатываемых изделий путем защиты поверхности изделия и снижения потребления газа путем использования энергии экзотермической реакции восстановления, перед поджиганием смеси

1586867 низкой по сравнению с алюминием окислительной способностью, Опыт

Толщина удаляемого облоя, мм

Начальное давление горючей смеси, МПа

Использование порошка окисла металла

Качество удаления облоя

0,15

0,7

0,5

0,7

0,15

0,26

0,15

0,26

0,5

0,7

Составитель П.Генинг

Техред M.Моргентал

Корректор С,Шекмар

Редактор И.Шулла

Заказ 2388 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на всю поверхность изделия наносят порошок окисла металла, обладающего более.

Облай удален полностью, налет незначительный, на поверхности детали имеются капли приплавляемого металла, коробление стенок отсутствует.

Облой удален не полностью, остался шов высотой 1,52,0 мм, налет незначительный.

Облой удален частично, налет отсутствует.

Облай удален полностью, на поверхности детали ïîðîшок окисла металла легко удаляемый водой с ПА8, коробление стенок отсутствует

То же