Способ спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель - повышение качества изделий. В проходной печи спекали детали из порошков на основе железа корпус двигателя и груз с содержанием пластификатора (стеарата цинка) 0,6-0,8 мас.%. Для этого их нагревали в зоне предварительного нагрева до 600°С для удаления пластификатора . На выходе из зоны детали подвергали струйной обработке инертным, газом (азот), направленным навстречу их движению под острым углом к поду печи. Корпус двигателя и груз спекали при 1000 и 1260°С соответственно и давлении 10 мм вод. ст. в течение 2 ч. Предел прочности изделий на растяжение составил 130-175 МПа, а относительное удлинение-4-8% . 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 F 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

ЬЭ

0

0 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637434/02 (22) 12.01.89 (46) 30.04.92. Бюл. N 16 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Кристалл" (72) Ю.М.Панин, В.А.Вахромеев и П.К.Кошкин (53) 621.762,5:621.783 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 989288, кл. В 22 F 3/10, 1981, Авторское свидетельство СССР

N 845537, кл. F 27 В 5/16, 1978. (54) СПОСОБ СПЕКАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ RQРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности к спеканию порошковых деталей в проходных печах.

Известен способ спекания заготовок из порошков в проходных печах толкательного типа серии СТН, конвейерных печах серии

СКЗ, печах с шагающим подом серии СЮН идр„включающий предварительный нагрев заготовок, в процессе которого удаляется пластификатор, нагрев до температуры спекания и технологическую выдержку при температуре спекания.

Недостатком известного способа является нестабильное качество спеченных изделий вследствие попадания продуктов выжигания пластификатора (тяжелых углеводородов) в камеру спекания и загрязнения технологической атмосферы. Кроме того, снижается надежность работы печи из„„ 1 „„1729697 Al (57) Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель — повышение качества изделий. В проходной печи спекали детали из порошков на основе железа "корпус двигателя и груз" с содержанием пластификатора (стеарата цинка) 0,6-0,8 мас.,4. Для этого их нагревали в зоне предварительного нагрева до 600 С для удаления пластификатора. На выходе из зоны детали подвергали струйной обработке инертным газом (азот), направленным навстречу их движению под острым углом к поду печи. "Корпус двигателя и груз" спекали при 1000 и 1260 С соответственно и давлении 10 мм вод. ст. в течение 2 ч.

Предел прочности изделий 1а растяжение составил 130-175 МПа, а относительное удлинение — 4-8%. 2 с,п, ф-лы, 2 ил. за осаждения сажи на стенках футеровки печи и перегорания нагревателей.

Известен способ термообработки изделий, заключающийся в предварительном нагреве заготовок с целью выжигания связки с одновременной их обработкой рабочим газом и последующем спекании изделий, Известный способ реализуется в туннельной печи для термообработки изделий из порошка, содержащей последовательно расположенные камеру выжигания пластификатора, камеру спекания и охлаждения, плиточный конвейер с этажерками для размещения изделий, загрузочную и разгрузочную камеру, систему подачи рабочего газа и устройство обработки изделий газом в виде перфорированных коробов, установленных по всей длине камеры выжигания пластифи1729697

10

55 катора, причем отверстия перфорации расположены между полками этажерок.

Недостатком известных способа и устройства является низкое качество спекаемых заготовок, так как предлагаемая конструкция обработки изделий газом не исключает возможность попадания продуктов выжигания пластификатора в камеру спекания, вследствие чего происходило загрязнение технологической атмосферы, ведущее к снижению качества спекаемых заготовок и надежности работы оборудования из-за осаждения продуктов выжигания пластификатора на внутрипечных конструкциях.

Известен способ спекания изделий из порошковых материалов, который предусматривает нагрев заготовок в зоне предварительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание заготовок в зоне спекания.

Известный способ реализуется в проходной муфельной печи, содержащей последовательно расположенные зоны предварительного нагрева и спекания заготовок, коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны предварительного нагрева, и гибкие шторки, размещенные за коллектором.

Однако известные способ и устройство не обеспечивают обдува обрабатываемых изделий по всему периметру, который необходим из-за низкой упругости продуктов выжигания пластификатора тяжелым облаком обволакивающих изделия. В результате этого происходит загрязнение технологической атмосферы зоны спекания, ведущее к снижению качества спекаемых заготовок.

Расположенная за коллектором система гибких шторок также не исключает попадание продуктов выжигания пластификатора в зону спекания, так как она расположена между сводом муфеля и поверхностью обрабатываемого изделия.

Цель изобретения состоит в повышении качества спекаемых заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что в способе спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи, включающем изготовление заготовок из порошка с пластификатором, нагрев заготовок в зоне предварительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание заготовок в зоне спекания, струи газа направляют в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовки по всему периметру. Поставленная цель достигается также тем, что в проходной печи для спекания изделий из порошковых материалов, содержащей последовательно расположенные зоны предварительного нагрева и спекания заготовок и коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны предварительного нагрева, последний выполнен П-образной формы, сопла расположены вдоль коллектора по всей длине, при этом оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их по оси печи.

Выполнение коллектора П-образной формы и расположение сопл по всей длине под углом к продольной оси печи с пересечением их осей по оси печи обеспечивает согласно способу обдув заготовок по всему периметру и, следовательно, полное отсекание продуктов сгорания пластификатора от обрабатываемого изделия и исключает попадание продуктов выжигания пластификатора в зону спекания, способствуя тем самым повышению качества спекаемых изделий, т.е. достижению цели изобретения.

Пример осуществления способа.

В проходной печи толкательного типа серии СТН 2,45/13 модернизированной спекали детали из порошков на основе железа "корпус двигателя и груз" с содержанием пластификатора (стеарата цинка) 0,6-0,8 мас. . Для этого заготовки нагревали в зоне предварительного нагрева до 600 С, при которой происходит интенсивное удаление пластификатора из заготовок. На выходе из зоны предварительного нагрева заготовки подвергались струйной обработке газом, направленным навстречу их движению в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовок по всему периметру. В качестве инертного газа использовали азот. Обработанные газом заготовки "корпус двигателя и груза" спекали соответственно при 1000 и 1260 С и давлении 10 мм вод.ст. в течение 2 ч.

Физико-механические свойства полученных заготовок представлены в таблице, где для сравнения представлены также свойства заготовок, полученных по способупрототипу.

На фиг.1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Проходная печь содержит последовательно расположенные зоны предварительного нагрева 1 и спекания заготовок 2, конвейер, состоящий из поддонов 3, подводящий трубопровод 4, П-образный перфорированный коллектор 5 с соплами, 1729697

Измеряемый параметр

Заготовка по прототипу

8 — 14

4-4,5

13-17,5

4-8

2-4,5

3600-4000

700-900 расположенный на выходе из зоны предварительного нагрева 1, при этом сопла расположены вдоль коллектора по всей его длине, а оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их на оси печи.

Устройство работает следующим образом.

В зонах предварительного нагрева 1 и спекания 2 создается необходимая температура. В зону спекания 2 через трубопровод, размещенный на выходе из зоны, противотоком, т.е. навстречу движению деталей, подается рабочий газ, При достижении необходимого рабочего давления в зонах 1 и 2 печи через загрузочную камеру в зону предварительного нагрева 1 подаются заготовки, уложенные на поддоны 3. В зоне предварительного нагрева 1 заготовки нагреваются до температуры выжигания пластификатора, при которой происходит его интенсивное удаление из заготовок. На выходе из зоны предварительного нагрева заготовки подвергаются струйной обработке инертным газом, струи которого направлены навстречу движению заготовок в трех плоскостях под углом к продольной оси печи, что обеспечивает обработку заготовок по всему периметру. В результате с поверхности заготовок удаляются остатки продуктов разложения пластификатора, которые принудительно вытесняются инертным газом в направлении, противоположном направлению заготовок, и удаляются из зоны предварительного нагрева 1 через отсасывающий патрубок или камеру загрузки, Таким образом, исключается попадание продуктов выгорания пластификатора в зону спекания 2.

После струйной обработки изделия на поддонах 3 перемещаются в зону спекания

2, где спекаются при заданныхтехнологической температуре и давлении.

Предел прочности на растякгс жение, мм

Относительное удлинение, ь кгс

Ударная вязкость мм

Стойкость нагревателей при

1200 С,ч

Использование предлагаемых способа и устройства позволяет по сравнению с существующими исключить попадание продуктов выжигания пластификатора в зону

5 спекания изделий, способствуя тем самым стабильной технологической атмосфере в зоне спекания и, следовательно, повышению спекаемых заготовок.

10 Кроме того, исключение попадания продуктов выжигания пластификатора в зону спекания способствует более надежной работе электротермического оборудования печи.

15 Формула изобретения

1, Способ спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи, включающий изготовление заготовок из порошка, с пластификатором, нагрев заготовок в зоне

20 предварительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание загото25 вок в зоне спекания, отл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества изделий, струи газа направляют в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовки одновременно по

30 всему периметру, 2. Устройство для спекания изделий из порошковых материалов, содержащее последовательно расположенные зоны пред35 варительного нагрева и спекания заготовок и коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны предварительного нагрева, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изделий, коллектор выполнен

40 П-образной формы, сопла расположены вдоль коллектора по всей длине, при этом оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их по оси печи.

Заготовка по предлагаемому способ

1729697

45

Корректор С.Патрушева

Составитель Ю.Панин

Техред М.Моргентал

Редактор М. Ходакова

Заказ 1466 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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