Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке

 

Сущность изобретения: способ включает подачу ингредиентов в реторту печи в процессе химико-термической обработки путем капсулирования последних и введения их в рабочий объем печи в капсулах. На конкретных примерах показаны механизмы вскрытия оболочек капсул под действием рабочих температур процесса упрочнения. Приведены возможные материалы оболочек капсул. Показаны преимущества данного способа по сравнению с существующими. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 23 С 8/69

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

:."ЯД

А ф (21) 4870051/02 (22) 01.10.90 (46) 07.05.93. Бюл. ¹ 17 (71) Ивановский государственный университет им, Первого в России Иваново-Вознесенского общегородского Совета рабочих депутатов (72) А. Г. Наумов, В. Н. Латышев, В, А, Годлевский, Ю. К. Котков и Н, M. Оношин (73) Ивановский государственный университет (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1504284, кл. С 23 С 8/30, 1989.

Авторское свидетельство СССР № 1481264, кл. С 23 С 8/32, 1989, Авторское свидетельство СССР

¹ 1482976, кл. С 23 С 8/22, 1989.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к химико-термической обработке, а именно — к процессам газовой нитроцементации.

Целью изобретения является разработка способа подачи ингредиентов с большим содержанием углерода и азота для повышения эффективности процесса насыщения; упрощения способа путем использования твердофазных компонентов(карбамид. желтая кровяная соль и т.д.); введение дополнительных элементов на любой стадии химико-термической обработки, Поставленная цель достигается тем, что определенные количества (порции) ингредиентов вводят в реторту печи в течение процесса насыщения периодически в капсу(54) СПОСОБ ПОДАЧИ ИНГРЕДИЕНТОВ

ПРИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ (57) Сущность изобретения: способ включает подачу ингредиентов в реторту печи в процессе химико-термической обработки путем капсулирования последних и введения их в рабочий объем печи в капсулах. На конкретных примерах показаны механизмы вскрытия оболочек капсул под действием рабочих температур процесса упрочнения, Приведены возможные материалы оболочек капсул. Показаны преимущества данного способа по сравнению с существующими, 1 табл, ! лах, т.е. окруженные оболочкой, изготовленной из другого материала, размер капсул ОО может варьироваться в широких пределах и зависит от конкретных условий проведения процесса химико-термической обработки и Q, конструктивных особенностей установки О,, для реализации этого процесса, Попадая в реторту печи, капсула под термическим воздействием вскрывается и, находящееся в ней вещество, попадает 8 рабочий обьем реторты, где происходит его диссоциация. В 14д зависимости от температуры плавления вещества, из которого изготовлена капсула, вскрытие последней в реторте печи может осуществляться: — вследствие расплавления оболочки капсулы, если температура ее плавления меньше рабочей температуры процесса;

1S14664

55 — вследствие механического разрушения капсулы в результате резкого увеличения внутреннего давления в ней, причиной которого является начавшаяся диссоциация ингоедиента, если температура плавления материала капсулы больше температуры в реторте печи; — вследствие совместного действия вышеуказанныхых механизмов.

Материал оболочки капсулы выбирается таким, чтобы при его нагревании выделяющиеся из этого материала составляющие (если это происходит) не привносили в насыщающую атмосферу реторты печи элементов, ухудшающих диффузионные процессы и качество упрочненного слоя, 8 соответствии с этим, в качестве материалов оболочек капсул при проведении процессов нитроцементация использовались полиакрилонитрил, прессованный графит и сплав цинк-алюминий-медь, что наглядно демонстрирует процессы вскрытия капсул по описанным механизмам, Имея высокую температуру диссоциации, много большую температуры процесса нитроцементации, графитовая оболочка вскрывается в результате его разрыва при увеличении внутреннего давления в ней.

Кроме того, графит оболочки капсулы при температурах выше 400 С окисляется пригутствующим в насыщающей атмосфере кислородом с образованием двуокиси углерода СО2 причем окисление ускоряется в присутствии железа, ванадия и других металлов. Наличие в реторте печи атомарного азота при его взаимодействии с графитом также приводит к образованию соединений типа С2М2. При высокотемпературных процессах нитроцементации, когда рабочая температура выше 800 С, наличие в атмосфере азота и водорода при их взаимодействии с графитовой оболочкой способствует образованию синильной кислоты НС. Таким образом, графитовая оболочка капсулы играет роль не только "контейнера" для введения ингредиентов в реторту печи, но и выступает как дополнительный источник углерода.

Полиакрилонитрил имеет температуру размягчения порядка 230 С. В результате этого вскрытие оболочки капсулы происходит за счет ее размягчения и разрыва силами увеличивающегося внутреннего давления в рабочем объеме реторты печи, Особенностью данного материала оболочки капсулы является то, что при температурах близких к температурам его размягчения он выделяет углерод, азот и водород, т,е. так же способствует повышению активности насыщающей атмосферы.

В качестве оболочек капсул можно использовать также легкоплавкие металлы и их сплавы, такие, например, как свинец (327 С), олово (232 С), сплавы цинк-алюминий-медь (порядка 400 С) и другие. Попадая в реторту печи с температурой выше 400 С оболочка капсулы, изготовленная из легкоплавкого металла, расплавляется, в результате чего соединение, заключенное в ней и содержащее необходимые элементы для проведения процесса упрочнения, попадает в рабочее пространство печи, Примеры предлагаемого способа подачи ингредиентов.

Обрабатываемое изделие помещают в реторту, изготовленную из нержавеющей стали, предварительно нагретую до требуемой температуры процесса, и герметически закрывают. Производят продувку реторты инертным газом (в данном случае аргоном).

Затем начинают подавать с требуемой периодичностью капсулы с ингредиентами, Выдерживают упрочняемое изделие в насыщающей атмосфере требуемое время и прекращают подачу капсул. Повторно продувают реторту инертным газом и извлекают из печи обработанное изделие.

Параметры процессов: объем реторты

0,0037 м, температура процесса 510530 С, время процесса 60 мин., карбамид подавался в реторту в капсулах из расчета

100 грамм карбамида в час.

Величина и микротвердость упрочненного слоя регистрировались на образцах быстрорежущей стали Р6М5. Размер образцов 10х10х4 мм.

Результаты исследований приведены в таблице.

Значения глубины слоя и его микротвердости при использовании в качестве материала капсул графита и полиакрилонитрила близки к приведенным в таблице, Предлагаемый способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке позволяет активизировать процесс насыщения в результате возможности применения в качестве ингредиентов процесса насыщения веществ, имеющих в своем составе большое количество азота и углерода, что позволяет использовать их вместо применяемых в настоящее время газовых и жидкостных компонентов. Использование капсул позволило значительно упростить установку для химико-термической обработки и улучшить условия труда на ней. Использование капсул дает возможность испольэовать как твердофазные, так и ингредиенты, имеющие иное агрегатное состояние.

1814664

Микротвердость, Способ подачи инг е иентов

Величина слоя, мкм

Прототип

Мочевина транспортируется в реторту печи через трубку сжатым воздухом. Воздух подается из расчета 6 м /ч импульсами через

1000 -- 1050

14 — 18 контейнер вместе с упрочняемыми образцами из расчета 0,3 г/см пло1100 — 1150

8 — 12

1150 — 1200

22 — 27

Составитель Г.Дудик

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Е.Папп

Редактор Л.Волкова

Заказ 1841 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

Ф ормула. и зоб ретен и я

Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке, включающий подачу в реторту печи насыщающих компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения каждые 10 с в течение 0,8 с при избыточном давлении 0,5 атм

Базовый оъект

Насыщение проводилось в среде разложения отходов аминопластов, загруженных в в специальный щади образца

П редлагаемый способ

Карбамид подавался в реторту в капсулах, из расчета 100 г карбамиа в час способа. подачу компонентов осуществляют периодически в капсулах в течение процесса насыщения, причем капсулы выполнены из материала, который вскрыва5 ется B печи под воздействием рабочих температур.

Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке инструмента для резания высокопрочных сталей и прецизионных сплавов, и может найти применение в инструментальной промышленности , приборостроении,специальном машиностроении

Изобретение относится к защите металлов от коррозии

Изобретение относится к металлическим трубопроводам и способам их восстановления и может быть использовано для упрочнения труб в энергомашиностроении

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам , термической и химико-термической обработки твердосплавного W-Co инструмента

Контейнер // 1328652
Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности к герметизации контейнеров при газовом диффузионном насыщении деталей контактным способом

Изобретение относится к оборудованию для антифрикционной обработки деталей, в частности к финишной бэзабразивной обработке

Изобретение относится к оборудованию для нанесения покрытий посредством механического натирания инструментом из материала покрытия и может быть использовано машиностроительными предприятиями на финишных операциях нанесения покрытий в отверстиях малого диаметра в крупногабаритных и неуравновешенных деталях

Изобретение относится к оборудованию для фрикционно-механического нанесения покрытий и может быть использовано для нанесения тонких меf 2 15 таллических антифрикционных покрытий на трущиеся поверхности деталей машин Цель изобретения - повышение производительности обработки отверстий переменного диаметра

Изобретение относится к области химико-термической обработки, в частности к процессам диффузионного насыщения из порошковых сред в контейнерах с плавкими затворами

Изобретение относится к металлургии, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для поверхностного упрочнения изделий и повышения их эксплуатационной стойкости
Изобретение относится к способам формирования покрытий с использованием порошковых материалов
Изобретение относится к области химико-термической обработки металлов и сплавов, а именно диффузионному насыщению поверхностных слоев упрочняемых деталей машин различными химическими элементами из твердых фаз

Изобретение относится к области металлургии, а именно к цементации металлических изделий, и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента
Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к способам упрочнения металлов, и может быть использовано при изготовлении деталей, работающих в условиях изнашивания и знакопеременных нагрузок. Способ легирования поверхности детали из стали включает нанесение на легируемый участок поверхности детали обмазки, содержащей легирующие элементы, нагрев легируемого участка поверхности детали с нанесенной обмазкой до температуры выше температуры плавления обмазки. Нагрев легируемого участка поверхности детали с нанесенной обмазкой осуществляют со скоростью нагрева 180-220°C в секунду до температуры 1200-1250°C с выдержкой в течение 2-3 мин. Одновременно с нагревом легируемого участка поверхности детали принудительно охлаждают противоположную нагреву поверхность детали с помощью охлаждающей жидкости и отводят тепло вглубь детали из прилегающей к легируемому участку зоны поверхности. В частных случаях осуществления изобретения легированию подвергают поверхность детали в виде пластины, при этом жидкостью охлаждают противоположную поверхность пластины. Легированию могут подвергать внешнюю поверхность полой детали, при этом жидкостью охлаждают стенку полости детали. Обеспечивается увеличение толщины диффузионного слоя, сокращение длительности термодиффузионного насыщения поверхности при сохранении высокой твердости. 2 з.п. ф-лы.
Наверх