Установка для диффузионного насыщения из жидких сред

 

Изобретение относится к химико-термической обработке из жидких сред при индукционном нагреве. Цель изобретения - повышение качества обработки и надежности установки в работе. Установка содержит индуктор 1 с верхним электроизоляционным термостойким кольцом 2, ванну 3, расположенную под индуктором 1 и верхнюю крышку 4, которые вместе с электроизоляционной герметизирующей прокладкой 6 между шинами индуктора составляют единую полость 9. Ванна 3 с центрирующим упором 10 имеет канал 11 для подачи активной жидкости. Канал 11 подведен в зазор между шинами и направлен вертикально вверх. Установка содержит дозатор 15, подающий порции активной жидкости из емкости 16 в полость 9. Дя сбора отработанных газов, частичной конденсации и отвода их на дожигание установка содержит бачок-конденсатор 22, соединенный с полостью 9 и форсункой дожигания 23. Программный регулятор 27, обеспечивающий режим нагрева детали 28 по заданной программе, подает электрические команды на индуктор 1 через преобразователь частоты 29, на дозатор 15 и привод крышки 4. Изобретение способствует воспроизведению температурного режима нагрева и повторяемости условий диффузионного насыщения обрабатываемой детали, приводящему в конечном счете к повышению качества обработки. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 23 С 8/00 г; . С» -.-; - .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTVIRV

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22 (21) 4482553/27-02 (22) 15.09.88 (46) 23.12,90. Бюл. М 47 (71) Минский автомобильный завод (72) П.C. Гурченко, А.И.Михлюк, Н.Б. Кондратович и Л.В.Цедрик (53) 621.785.51.066,65.002;5(088.8) (56) Ассонов А.Д., Шепеляковский К.3., Ламкин П.А. Газовая цементация при индукционном нагреве. M., 1956, с,38 — 45.

Кидин И.Н., Андрюшечкин В.И., Волков В.А.. Холин А.С. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов, — М., 1978, с. 187 190, БЫ, „1615224 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО

НАСЫЩЕНИЯ ИЗ ЖИДКИХ СРЕД, (57) Изобретение относится к химико-термической обработке из жидких сред при индукционном нагреве. Цель изобретенияповышение качества обработки и надежности установки в работе. Установка содержит индуктор 1 с верхним электроизоляционным термостойким кольцом 2, ванну 3, расположенную под индуктором 1, и верхнюю крышку 4, которые вместе с злектроизоляционной герметизирующей прокладкой 6 между шинами индуктора составляют едиость 9. Ванна 3 с центрирующим

1615224

10

30

35 упором 10 имеет канал 11 для подачи активной жидкости, Канал 11 подведен в зазор между шинами и направлен вертикально вверх, Установка содержит дозатор 15, подающий порции активной жидкости из емкости 16 в полость 9, Для сбора отработанных газов, частичной конденсации и отвода их на дожигание,установка содержит. бачок — конденсатор 22, соединенный с полостью 9 и форсункой дожигания 23, Программный регулятор 27, Изобретение относится к химико-термической обработке из жидких сред при индукционном нагреве и может быть использовано для упрочнения изделий, работающих в условиях интенсивного износа.

Целью изобретения является повышение качества обработки и надежности работы установки, На фиг.1 приведена установка, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Установка содержит индуктор 1 с верхним электроизоляционным термостойким кольцом 2, ванну 3, расположенную под индуктором, верхнюю крышку 4 с герметизирующей резиновой манжетой 5, которые вместе с электроиэоляционной герметизирующей прокладкой 6 между шинами 7 и 8 индуктора составляют единую полость 9.

Ванна 3 с центрирующим упором 10 имеет канал 11 для подачи активной жидкости.

Канал 11 подведен в зазор между шинами 7 и 8 и направлен вертикально вверх. В кольце 2 выполнено отверстие 12 для вывода отработанных газов. Прокладка в радиальном направлении удалена от внутреннего диаметра индуктирующего провода 13 на величину диаметра канала 11. Крышка 4 поднимается и опускается пневмоцилиндром 14. Дозатор 15 подает порции активной жидкости из емкости 16 в полость 9, он имеет поршни 17 и 18, соединенные штоком

19. Ход поршней регулируется винтом 20, Объем рабочей полости 21 дозатора 15 равен объему ванны 3. Для сбора отработанных газов, частичной конденсации и отвода их на дожигание установка содержит бачок — конденсатор 22, соединенный с полостью

9 и форсункой 23 дожигания, Соединительные трубки 24 и 25 имеют уклон в сторону бачка. Для поджигания отработанных газов установлена электрическая спираль 26 накаливания. Программный регулятор 27, обеспечивающий режим нагрева детали 28 по заданной программе, подает электрические команды на индуктор 1 через преобразователь 29 частоты, обеспечивающий режим нагрева детали 28 по заданной программе, подает электрические команды на индуктор 1 через преобразователь частоты 29 на дозатор 15 и привод крышки 4. Изобретение способствует воспроизведению температурного режима нагрева и повторяемости условий диффузионного насыщения обрабатываемой детали, приводящему в конечном счете к повышению качества обработки. 2 з.п. флы, 2 ил. электропневмоклапаны 30 и 31 управления дозатором 15 и пневмоцилиндром 14. Он имеет семь последовательно работающих ступеней управления процессом.

Установка работает следующим образом.

Деталь 28 при поднятой верхней крышке 4 помещается в индуктор 1 на центрирующий упор 10 ванны 3. При включении цикла обработки детали с первой ступени программного регулятора 27 электрический сигнал поступает на электропневмоклапан

31, который подает воздух в верхнюю полость пневмоцилиндра 14, тем самым 3акрывая верхней крышкой 4 полость 9 и герметизируя ее, преобразователь 29 частоты, который подает необходимую мощность на индуктор, электропневмоклапан 30, который подает сжатый воздух в полость над поршнем 17, который через шток 19 поршнем 18 подает порцию активной жидкости в герметичную полость 9, а также на спираль

26 накаливания, которая поджигает отходящие газы.

Индукционный нагрев обрабатываемой детали 28 осуществляется по ступенчатой программе регулятора 27, который последовательно включает каждую из семи ступеней, снижая мощность, подводимую к детали по мере ее прогрева. При этом заданная программа режимов нагрева обеспечивает быстрый нагрев обрабатываемой детали до температуры насыщения и изотермическую выдержку при этой температуре. При контакте активной жидкости с нижней частью нагреваемой детали происходит ее испарение. Пары, омывая раэогретую до температуры 1000 — 1100 С упрочняемую зону детали, разлагаются до

40 атомарного состояния. Углерод и азот интенсивно диффундируют в поверхностный слой металла, а отработанные газы из полости 9 через отверстие 12 в кольце 2 по трубке 24 отходят в бачок — конденсатор 22

Проходя через бачок, неразложившиеся пары активной жидкости остывают и конден1615224

40

50

55 сируются, а оставшаяся газовая фракция отработанных газов по трубке 25 подается к форсунке 23 на дожигание. 3а время нагрева и изотермической выдержки вся порция активной жидкости испаряется, На третьей ступени программного регулятора 27 электрический сигнал поступает на спираль 26 накаливания, отключая ее, электропневмоклапан 30, который подает воздух под поршень 17, который через шток 19 поршнем 18 всасывает из емкости 16 в рабочую полость

21 очередную порцию активной жидкости.

По окончании цикла нагрев отключается и одновременно электрический сигнал поступает на электропневмоклапан 31, который подает сжатый воздух в пневмоцилиндр 14, поднимая тем самым верхнюю крышку 4. Деталь 28, прошедшую полный цикл обработки, извлекают из индуктора, Таким образом, применение дозатора

15, рабочая полость которого равна объему ванны 3, способствует воспроизведению температурного режима нагрева и повторяемости условий диффузионного насыщения обрабатываемой детали, так как порция активной жидкости полностью испаряется в процессе насыщения, а для каждой новой детали подается новая порция жидкости постоянного состава, объема и температуры.

Применение программного регулятора

27 в предлагаемом устройстве позволяет жестко воспроизводить температурный режим нагрева при насыщении путем автоматического ступенчатого изменения мощности, подводимой к индуктору, по эаданной программе и одновременно осуществлять управление исполнительными механизмами установки. Применение бачка — конденсатора 22, связанного с полостью 9 и форсункой 23, позволяет производить конденсацию и сбор неразложившихся паров активной жидкости, а наклон трубок 24 и 25 в сторону бачка— конденсатора 22, обеспечивает стекание конденсата из трубок в бачок, что устраняет засорение полости 9 и форсунки 23 остатками продуктов насыщения. Расположение ванны 3 под индуктором 1 и выполнение ее объемом, равным разовой порции на обработку одной детали, обеспечивает полное испарение активной жидкости в процессе одного цикла обработки и благодаря этому полностью исключает воспламенение жидкости в ванне, особенно в момент извлечения обработанных изделий из индуктора по

30 окончании цикла насыщения, Удаление внутренней кромки герметичной прокладки в радиальном направлении от внутреннего диаметра индуктирующего провода (а одновременно и от нагретой до 1000-1100 С поверхности нагреваемого иэделия) предотвращает обугливание и выгорание прокладки, которое приводит к нарушению электрических параметров нагрева в результате пробоя изоляции между токоподводящими шинами. Подведение канала 11 подачи активной жидкости в зазор между шинами 7 и 8 параллельно кромке прокладки 6 позволяет при каждом цикле обработки смывать эту кромку холодной порцией активной жидкости, охлаждая ее,и одновременно промывать зазор между шинами от попадающих в него сажи, окалины, металлической стружки и других загрязнений, что обеспечивает стабильность электрических параметров нагрева и повышение долговечности прокладки и индуктора в целом.

Формула изобретения

1. Установка для диффузионного насыщения из жидких сред, содержащая индуктор с токоподводящими шинами, ванну с крышкой и центрирующим устройством, емкость для жидких сред, систему электропитания, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обработки и надежности работы установки, она снабжена исполнительными механизмами и соединенными с ними и через преобразователь частоты с индуктором электрическим программным регулятором, дозатором, связанным с помощью трубопроводов с ванной и емкостью для жидких сред и соединенным с электрическим программным регулятором, конденсатором с форсункой, соединенным через термостойкое электроизоляционное кольцо с верхней частью индуктора, а ванна размещена под индуктором с образованием герметичной полости и выполнена с каналами; причем шины изолированы между собой герметизирующей прокладкой.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ.а яс я тем, что один из каналов выполнен вертикально в зазоре между шинами и примыкает к внутренней кромке прокладки.

3. Установка по п.1, от л и ч а ю щ а яс я тем, что центрирующее устройство выполнено в виде центра. закрепленного на штоке, выполненного с возможностью герметичного перемещения в дне ванны, 1615224

Редактор Н. Гунько

Эаказ 3963 Тираж 815 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

1

1 !

Р

Составитель Ю," еатый

Техред M.Moðlåíòàë Корректор И. Эрдейи

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101