Устройство для терморихтовки металлических пластин

Авторы патента:

Слонимский Александр Давыдович (RU)

Даниленко Сергей Александрович (RU)

Даниленко Александр Николаевич (RU)

Воронцов Леонид Викторович (RU)

C21D9/06 - с предотвращением коробления при термообработке

C21D1/673 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2568803:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно точного, и может быть использовано при подготовке металлических пластин к монтажу электронных компонентов. Устройство терморихтовки металлических пластин содержит плоские опорные плиты с отверстиями, расположенными по контуру, стяжные устройства, закрепленные в отверстиях плоских опорных плит и изготовленные из материала с коэффициентом температурного расширения большим, чем у материала рихтуемых металлических пластин. Плоские опорные плиты изготовлены из материала, обладающего меньшей удельной теплоемкостью, чем материал, из которого изготовлены стяжные устройства. Стяжные устройства выполнены с центральными сквозными отверстиями для принудительной продувки воздуха. Технический результат изобретения заключается в повышении точности терморихтовки металлических пластин. 3 ил.

При изготовлении электронных модулей и систем, включающих в себя операции монтажа электронных компонентов, важная роль отводится подготовке поверхности металлической подложки, на которую будет производиться данный монтаж электронных компонентов. Наиболее сложной является задача обеспечения геометрической плоскостности металлической пластины (подложки). Одним из способов выравнивания геометрических неровностей металлических пластин без удаления слоя металла с их поверхностей является терморихтовка. Способы терморихтовки и устройства, их реализующие, разнообразны.

Известен способ термической обработки деталей на оправках из материала с большим, чем у материала детали, коэффициентом линейного расширения, при котором деталь перед термообработкой дополнительно обхватывают снаружи оправкой с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту линейного расширения детали (авторское свидетельство СССР №396390, 1973). Однако этот способ не позволяет исправлять геометрию деталей, представляющих собой металлические пластины.

Известен способ терморихтовки упругих элементов, заключающийся в нагреве с одновременным механическим нагружением, при котором механическое нагружение осуществляют закреплением упругих элементов на термобиметаллических пластинах (авторское свидетельство СССР №729264, 1980). Однако этот способ не позволяет осуществлять терморихтовку металлических пластин. Кроме того, имеют место трудности в расчете необходимых высот закрепления рихтуемых упругих элементов на пластинах термобиметалла, а также сложность учета геометрических параметров пластин термобиметалла для обеспечения необходимых значений механического нагружения и сложность контроля величины термической деформации рихтуемого упругого элемента.

Известен способ терморихтовки заготовок и деталей из тонколистового проката и устройство для его осуществления, в котором рихтуемый материал размещен в пакете рихтовочных пластин, помещенном между опорными плитами, выполненными из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов рихтовочных пластин и деталей стяжного устройства, сжимающего пакет рихтовочных пластин (патент Российской Федерации №1433037, 2005).

Недостатком данного способа и устройства, его реализующего, является пониженная точность из-за отсутствия учета величины температурного удлинения опорных плит в направлениях, параллельных плоскости рихтуемого материала. Известно, что опорная плита имеет большую толщину материала в направлениях, параллельных плоскости рихтуемого материала. Эта толщина гораздо превышает толщину материала опорной плиты в направлении сжатия в стяжном устройстве (направление, перпендикулярное плоскости рихтуемого материала). Поэтому эффекты температурного расширения опорных плит в направлениях, параллельных плоскости рихтуемого материала, будут более выраженными. И, поскольку опорные плиты выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов рихтовочных пластин и деталей стяжного устройства, то возможны значительные температурные смещения элементов стяжного устройства и их деформации в направлениях, параллельных плоскости рихтуемого материала, что неизбежно приведет к потере точности геометрических размеров рихтуемого материала и, кроме того, к ухудшению качества его поверхностного слоя. Это устройство - прототип.

Технический результат изобретения - повышение точности терморихтовки металлических пластин.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для терморихтовки металлических пластин, содержащем плоские опорные плиты с отверстиями, расположенными по контуру, стяжные устройства, закрепленные в отверстиях плоских опорных плит, детали стяжных устройств изготовлены из материала с коэффициентом температурного расширения большим, чем у материала рихтуемых металлических пластин, плоские опорные плиты изготовлены из материала, обладающего меньшей удельной теплоемкостью, чем материал, из которого изготовлены детали стяжных устройств. Стяжные устройства снабжены центральными сквозными отверстиями для принудительной продувки воздуха.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-3.

На фиг. 1: 1 - рихтуемые металлические пластины, 2 - плоские опорные плиты, входящие в состав устройства, 3 - стяжные устройства, входящие в состав устройства для терморихтовки металлических пластин.

На фиг. 2 представлен вид устройства в направлении А.

На фиг. 3 схематично представлено направление принудительной продувки воздуха через сквозные отверстия в стяжных устройствах 3.

Устройство для терморихтовки металлических пластин содержит две плоские опорные плиты 2, имеющие отверстия по контуру и стяжные устройства 3, снабженные центральными сквозными отверстиями для принудительной продувки воздуха.

Каждое из стяжных устройств 3 представляет собой резьбовой крепежный элемент, например шпильку со сквозным осевым отверстием по центру, на противоположных концах которой закреплены усиленные гайки с упорными толстостенными шайбами.

Детали стяжных устройств изготовлены из материала с коэффициентом температурного расширения большим, чем у материала рихтуемых металлических пластин. Такая особенность материалов позволяет создавать гарантированное сдавливающее воздействие в конструкции устройства терморихтовки на рихтуемые металлические пластины при охлаждении стяжных устройств. Плоские опорные плиты изготовлены из материала, обладающего меньшей тепловой инерционностью, чем материал, из которого изготовлены детали стяжных устройств. Меньшую тепловую инерционность материала (способность быстро остывать) в данном случае обеспечивает его меньшая удельная теплоемкость. Такие свойства материалов плоских опорных плит и деталей стяжных устройств позволяют осуществлять охлаждение стяжных устройств (зажимающих плоские опорные плиты) за гораздо меньший промежуток времени, чем требуется в случае, когда термические свойства опорных плит и стяжных устройств схожи между собой, поскольку массивные опорные плиты способны сохранять высокую температуру гораздо дольше, чем стяжные устройства и, таким образом, препятствовать охлаждению последних в местах их контакта.

Используется устройство следующим образом.

Между плоскими опорными плитами 2 размещают рихтуемые металлические пластины 1. В отверстия плит вставляют стяжные устройства 3 и осуществляют предварительную затяжку всего устройства. Затем его равномерно нагревают в печи до температуры пластичности рихтуемых металлических пластин и выдерживают при данной температуре необходимое количество времени (терморежим выбирают исходя из геометрических размеров элементов конструкции и применяемых материалов, обеспечивая при этом уменьшение возникающих внутренних напряжений). После этого устройство вместе с рихтуемыми пластинами извлекают из печи и в нагретом состоянии осуществляют окончательную затяжку стяжных устройств 3. Затем все устройство подвергают естественному охлаждению, осуществляя при этом принудительную продувку воздуха через сквозные отверстия в стяжных устройствах, причем для ускорения конвекционного теплоотвода продувку воздуха осуществляют в направлении снизу-вверх. Для подвода и отвода воздушных потоков могут быть использованы специальные термостойкие трубки.

Благодаря тому, что детали стяжных устройств изготовлены из материала с коэффициентом температурного расширения большим, чем у материала рихтуемых металлических пластин, в стяжных устройствах при их охлаждении возникают сильные сдавливающие напряжения, обусловленные более выраженным сокращением их длины. При этом благодаря меньшей тепловой инерционности материала опорных плит по сравнению с материалом деталей стяжных устройств обеспечены высокие точностные свойства терморихтовки: деформация рихтуемых металлических пластин осуществляется за счет сил, действующих только вдоль осей стяжных устройств (продольная деформация), и эта деформация не содержит поперечных составляющих, которые могли бы возникнуть из-за медленно остывающих опорных плит, продолжающих осуществлять нежелательный подогрев концов охлаждающихся стяжных устройств.

Изготовление устройства терморихтовки металлических пластин не требует разработки новых технологий и специального оборудования.

Устройство для терморихтовки металлических пластин, содержащее плоские опорные плиты с отверстиями, расположенными по контуру, стяжные устройства, закрепленные в отверстиях плоских опорных плит, отличающееся тем, что стяжные устройства изготовлены из материала с коэффициентом температурного расширения большим, чем у материала рихтуемых металлических пластин, а плоские опорные плиты изготовлены из материала, обладающего меньшей удельной теплоемкостью, чем материал, из которого изготовлены стяжные устройства, при этом стяжные устройства выполнены с центральными сквозными отверстиями для принудительной продувки воздуха.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к точному, и может быть использовано, в частности, при изготовлении металлических подложек электронных модулей.

Способ термической обработки рельсов // 2518207

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству железнодорожных рельсов, преимущественно длинномерных рельсов. Перед охлаждением прокатанного рельса при температуре конца прокатки 850-870°С концы рельса зажимают в клещевых зажимах и растягивают в продольном направлении с напряжением, составляющим 0,7-0,9 предела текучести рельсовой стали при температуре конца прокатки.

Способ производства высокопрочной листовой стали мартенситного класса и деформационно-термический комплекс для его осуществления // 2474623

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству высокопрочной толстолистовой стали для машиностроения и бронезащитных конструкций. .

Механизм стабилизации положения верхней плиты закалочного устройства // 2473705

Изобретение относится к термообработке, а именно к устройствам для закалки листовых изделий, и обеспечивает повышение качества закалки изделий за счет надежности работы механизма стабилизации положения верхней плиты закалочного устройства.

Способ цельного калибрования закаливаемого картера, устройство для осуществления данного способа // 2434702

Способ закалки деталей // 2399683

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу термической обработки пластин - шаблонов, применяемых для замера точности геометрии рельсовой продукции.

Способ изготовления рельсов // 2336336

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению рельса. .

Способ калибровки трубчатых изделий // 2314174

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для калибровки трубчатых изделий из мартенситно-стареющей стали. .

Способ изготовления тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра с рабочими поверхностями точных геометрических размеров и требуемой твердости с использованием приспособления-спутника // 2313587

Изобретение относится к изготовлению несущих узлов специального назначения для тяжелых машин, состоящих из разъемных вращающихся относительно друг друга тонкостенных сложнопрофильных по диаметру кольцевых деталей больших диаметров (более 1500 мм).

Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей // 2260628

Изобретение относится к устройствам для термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». .

Термическая обработка мартенситной нержавеющей стали после переплавки под слоем шлака // 2567409

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения выносливости мартенситной нержавеющей стали проводят электрошлаковый переплав, затем охлаждают полученный слиток и осуществляют по меньшей мере один аустенитный термический цикл, состоящий в нагреве слитка выше температуры аустенизации с последующей стадией охлаждения.

Способ упрочнения разделительного штампа // 2566224

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области термической обработки инструмента. Способ упрочнения разделительного штампа включает лазерную закалку боковых рабочих поверхностей путем оплавления припусков за один проход при перемещении луча лазера по стыку припусков и последующий лазерный отпуск.

Способ акустической обработки бандажа и колесного центра при сборке колесной пары // 2565446

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ включает расточку бандажа, нагрев бандажа и установку бандажа на колесный центр.

Способ изготовления лезвий рабочих органов почвообрабатывающих машин // 2564767

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано при подготовке к работе лемехов плугов, лапок культиватора и других рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Способ упрочнения поверхности режущего инструмента из твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой // 2564645

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к способам радиационного упрочнения поверхностей изделий из твердых сплавов, в частности режущего инструмента из твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой.

Способ термической обработки изделий из комплексно-легированной стали // 2564196

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу обработки малоуглеродистой, комплексно-легированной стали, и может быть использовано для упрочнения труб нефтяного сортамента, например бурильных.

Способ упрочнения поверхности стальных изделий // 2563572

Изобретение относится к технологии упрочнения поверхности стали и может быть использовано при ремонте сельскохозяйственной техники. Способ упрочнения поверхности стальных изделий включает цементацию поверхностного слоя стального изделия с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом из углеродсодержащего материала и упрочняемой поверхностью стального изделия с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности.

Способ закалки стальных деталей // 2562598

Изобретение относится к области металлургии, в частности к вакуумной термической обработке деталей, и может найти применение в машиностроении общего назначения, приборостроении, самолетостроении и космической технике.

Способ термообработки изделий из конструкционных сталей // 2561611

Изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к повышению механических свойств конструкционных сталей. Для повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности изделие подвергают закалке и высокому отпуску, а затем осуществляют последующую обработку изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ.

Способ создания комбинированного металлокерамического диффузионного поверхностного слоя при производстве деталей и изделий, обладающих уникальными износными и эксплуатационными свойствами полученные методом термохимического синтеза // 2560800

Изобретение относится к области термической обработки стальных деталей. Для обеспечения стойкости, надежности деталей и получения заданных механических свойств осуществляют изотермическую закалку деталей в закалочной среде на водной основе, содержащей частицы размолотых фракций солей минералов с одновременным образованием на поверхности стальной детали керамического диффузионного слоя путем адиабатного изменения кристаллической решетки и структуры стали за счет реакции замещения атомов железа атомами магния и упомянутыми частицами минералов, обладающих способностью диффундировать в поверхностный слой стальной детали.

Способ изготовления анизотропной электротехнической стали // 2569260

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к области обработки листовой анизотропной электротехнической стали Fe-3% Si. Для улучшения физико-механических свойств стали, уменьшения магнитных потерь осуществляют горячую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку, обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиг, выпрямляющий отжиг, нанесение электроизоляционного магнитоактивного покрытия на основе нитридно-оксидных составов с коэффициентом термического расширения, меньшим, чем у стали путем ионно-плазменного осаждения с выдержкой 10-5 мин при температуре 20-50°С, дополнительный отжиг в окислительной среде путем нагрева до температуры 300-600°С со скоростью 30-50°С/мин в переменном магнитном поле напряженностью 1-5 кА/м, частотой 30-100 кГц, направленном вдоль оси прокатки ленты, изотермической обработки в течение 20-5 минут и охлаждения до комнатной температуры в переменном магнитном поле со скоростью 50-200°С/мин и лазерную обработку движущейся ленты поперек оси ленты с длиной пятна 0,2 мм в направлении прокатки, воздействуя на всю ширину ленты с интервалом между зонами 2-10 мм. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.