Установка для закалки металлических изделий



Установка для закалки металлических изделий
Установка для закалки металлических изделий
Установка для закалки металлических изделий
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 2678720:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) (RU)

Изобретение относится к области термообработки металлических изделий и может быть использовано для закалки как всего изделия целиком, так и отдельных его зон. Установка для закалки металлических изделий содержит сливной бак и промежуточный бак, насос для прогона через охлаждающий радиатор закалочной жидкости и подачи ее в промежуточный бак. Напорный бак посредством клапана соединен с пневмосистемой нагнетания закалочной жидкости в закалочном баке через клапан подачи сжатого воздуха и атмосферный клапан для сброса воздуха, а посредством патрубка для подачи жидкости из напорного бака в закалочный бак - с закалочным баком, который совмещен с кантователем для поворота поддона с закаливаемыми изделиями на 180° из верхней позиции загрузки-выгрузки в позицию закалки посредством приемных направляющих, выполненных в виде рамы, связанной с приводом. На раме в позиции загрузки-выгрузки установлена подвижная в вертикальном направлении прижимная решетка для поджима закаливаемых изделий к поддону, который выполнен с возможностью расположения в позиции закалки выше уровня закалочной жидкости. Напорный бак снабжен устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке и клапаном его наполнения. В боковых стенках закалочного бака расположены переливные отверстия, оснащенные шиберами вертикального хода для сброса лишнего количества закалочной жидкости в сливной бак, связанными с устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке. Закалочный бак соединен со сливным баком, насосом, радиатором, промежуточным баком и напорным баком системой трубопроводов. Технический результат заключается в отсутствии трещин и коробления изделий и в возможности осуществления закалки с самоотпуском. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области термической обработки металлических изделий и может быть использовано для осуществления таких видов термообработки как объемная закалка всего изделия на мартенсит без отпуска, прерывистая закалка, позволяющая избежать трещин и коробления изделий и закалка с самоотпуском.

Известен (патент на изобретение RU 2459877 опубл. 27.08.2012 г.) способ закалки пружинных клемм рельсовых скреплений, включающий нагрев пружинной клеммы до температуры аустенизации и быстрое охлаждение в струйном потоке закалочной жидкости, при этом быстрое охлаждение осуществляют в интервале температур перлитного и мартенситного превращений, причем в зависимости от конфигурации и размеров изделия скорость струйного потока закалочной жидкости устанавливают в диапазоне 5…15 м/с, удельный расход регулируют в диапазоне 20…60 см3/(см2⋅с),с обеспечением скорости охлаждения детали в интервале 100…600°С/с, при этом температуру закалочной жидкости поддерживают в пределах 30-60°С.

Установка для закалки пружинных клемм рельсовых скреплений, содержащая насос высокого давления, накопительный бак, стабилизатор температуры, фильтр и охлаждающую камеру, в которой установлены спрейер, склиз и транспортер, отличающаяся тем, что на выходе спрейера установлена заслонка, соединенная с приводом, обеспечивающим открывание и закрывание заслонки по времени и ее вибрацию в закрытом положении, при этом внутреннее пространство спрейера повторяет габаритную конфигурацию пружинной клеммы с минимальным зазором.

Таким образом, недостатком известного агрегата являются его ограниченные технологические возможности. Он предназначен для закалки изделий, при погружении всего изделия целиком в закалочную жидкость. В таком агрегате невозможно провести прерывистую или зональную закалку изделия.

Известно (патент на изобретение RU 2093590 опубл. 20.10.1997 г.) устройство для закалки железнодорожных колес, содержащее опору с установленной на ней кантующей площадкой, приводной ролик и боковые неприводные ролики, спрейеры, при этом кантующая площадка кинематически связана с опорой и имеет возможность вертикального перемещения и размещения в спрейере и на приводном ролике, который установлен на опоре, а боковые неприводные ролики кинематически связаны между собой с возможностью синхронного перемещения относительно продольной оси площадки, при этом кантующая площадка и опора связаны между собой через рычажную систему.

Недостатком установки является неравномерность охлаждения поверхности изделия, а также невозможна частичная закалка изделия.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по назначению и совокупности составляющих конструктивных элементов и узлов является способ закалки плоских деталей и устройство для его осуществления (патент на изобретение RU 2105822, опубл. 27.02.1998 г.), включающий нагрев, зажим деталей и охлаждение их в баке с закалочной средой, отличающийся тем, что нагретые детали размещают на высоте на 5…10 мм выше уровня закалочной среды в баке, зажимают между матрицей и пуансоном пресса, подстуживают до температуры Acl и мгновенно, за 0,2…1,0 с, поднимают уровень закалочной среды в баке не менее чем на 10…15 мм выше уровня детали.

Устройство для закалки плоских деталей, содержащее пресс с матрицей и пуансоном, закалочный бак с закалочной средой, отличающееся тем, что оно снабжено баком-накопителем, соединенным с закалочным баком посредством переливного клапана с приводной шарнирно-поворотной заслонкой, и регулятором уровня закалочной среды, выполненным в виде установленного в верхней части переливного клапана патрубка с фланцем и подпружиненного отсекающего клапана, взаимодействующего с фланцем патрубка и стационарно закрепленного на пуансоне, закалочный бак установлен на матрице и имеет расположенные внутри него направляющие для укладки и прижима детали, верхний уровень которых на 5…10 мм выше уровня закалочной среды, а пуансон имеет направляющие прижима деталей, согласованные с направляющими для укладки и прижима деталей.

Недостатком известного агрегата являются его ограниченные технологические возможности. Он предназначен для закалки плоских изделий, и в нем можно осуществлять закалку при погружении всего изделия целиком в закалочную жидкость. В таком агрегате невозможно, например, провести прерывистую закалку или закалку с самоотпуском, нельзя выполнить зональную закалку изделия, т.е. какого-то определенного элемента изделия, например, рабочей части долота плуга, или зуба экскаватора и т.д.

Задачей изобретения является получение качественных изделий массового производства переменного сечения за счет получения в них структуры бейнита или отпущенного мартенсита с одного объемного нагрева изделия.

Техническим результатом изобретения является возможность использования при этом холодной закалочной среды и осуществление в одной установке таких видов термообработки, как объемная закалка всего изделия на мартенсит без отпуска, прерывается закалка, позволяющая избежать трещин и коробления изделий, и закалка с самоотпуском.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что установка для закалки металлических изделий, содержащая закалочный бак с закалочной средой, внутри которого расположены направляющие для прижима деталей, регулятор уровня закалочной среды, заслонка, согласно изобретению напорный бак посредством клапана соединен с пневмосистемой нагнетания закалочной жидкости через клапан подачи сжатого воздуха и дополнительно содержит атмосферный клапан для сброса воздуха, подача жидкости из напорного бака в закалочный бак происходит посредством патрубка, закалочная ванна совмещена с кантователем для поворота поддона с изделиями на 180° из верхней позиции загрузки-выгрузки в позицию закалки, выполненным в виде рамы, внутри которой над приемными направляющими в позиции загрузки-выгрузки установлена подвижная в вертикальном направлении прижимная решетка, связанная с приводом, при этом в позиции закалки поддон расположен выше уровня закалочной жидкости, а напорный бак снабжен устройством, дифференцирующим расход закалочной жидкости, при этом закалочный бак связан со сливным баком, и далее насосом, радиатором, промежуточным баком, клапаном наполнения и напорным баком системой трубопроводов, переливные отверстия в закалочной ванне снабжены шиберами вертикального хода, напорный бак снабжен программируемым по времени атмосферным клапаном сброса.

Снабжение установки кантователем, совмещенным с закалочной ванной с возможностью поворота садки изделий вместе с поддоном на 180° позволяет подвергать закалочному охлаждению только определенное место, ориентированных на поддоне изделий, например, выступающее под прижимной решеткой, а сам поддон фиксировать над уровнем закалочной жидкости, благодаря чему часть изделий не охлажденная закалочной жидкостью и соприкасающийся с ними поддон являются достаточным источником тепла для самоотпуска закаленной части изделий.

Установленное в напорном баке устройство, дифференцирующее расход закалочной жидкости, позволяет обеспечивать высокий расход закалочной жидкости для быстрого подъема уровня в закалочной ванне, либо низкий расход закалочной жидкости для перетока нагретой жидкости.

Оснащение переливных отверстий в закалочной ванне шиберами вертикального хода позволяет регулировать уровень закалочной жидкости в ванне в зависимости от размеров обрабатываемых изделий.

Снабжение напорного бака установки программируемым по времени атмосферным клапаном сброса позволяет осуществлять мгновенный, либо регулируемый по времени сброс уровня закалочной жидкости в ванне.

Предлагаемая установка для закалки металлических изделий представлена на рисунках, где изображено:

- на фиг. 1 - общий вид установки в положении загрузки-выгрузки поддона с изделиями.

- на фиг. 2 - общий вид установки при положении кантователя и поддона с изделиями в процессе закалки изделий.

Установка для закалки металлических изделий содержит закалочный бак 1, внутри которой размещен кантователь 2, выполненный в виде рамы 3, скользящей по роликам 4. Внутри рамы 3 установлены приемные направляющие 5 позиции загрузки-выгрузки, на которые помещают поддон 6 с обрабатываемыми изделиями 7.

Над направляющими 5 установлена прижимная решетка 8 с упорами 9, которая через направляющие скалки 10 связана с приводом 11.

Закалочный бак 1 переливными отверстиями с шиберами 12 вертикального хода связана со сливным баком 13.

Установка включает также напорный бак 14, соединенный с закалочным баком 1 по принципу сообщающихся сосудов патрубком 15, снабженным устройством 16 для дифференцированного расхода жидкости. Это устройство выполнено в виде двух размешенных на патрубке 15 отверстий, перекрытых клапанами. Одно из этих отверстий в поперечном сечении патрубка обеспечивает высокий расход закалочной жидкости для быстрого подъема или сброса уровня в закалочной ванне, другого отверстие - в боковой стенке патрубка обеспечивает малый расход жидкости для перетока нагретой жидкости.

Напорный бак 14 через клапан 17 подачи сжатого воздуха соединен с пневмосистемой нагнетания закалочной жидкости, а также снабжен программируемым по времени атмосферным клапаном 13 для мгновенного или регулируемого по времени сброса уровня закалочной жидкости в ванне. Кроме того, напорный бак 14 соединен с расположенным над ним промежуточным баком 19 трубопроводом 20 с клапаном наполнения 21.

Установка для закалки металлических изделий работает следующим образом.

Осуществляют заполнение закалочной жидкостью баков и закалочной ванны до первоначального перед закалкой уровня.

Поддон 6 с нагретыми под закалку изделиями 7 устанавливают на приемные направляющие 5. Под действием привода 11 прижимная решетка 8 перемещается вниз и поджимает изделия 7 к поддону 6, а ее упоры 9 прижимают поддон 6 к направляющим 5 кантователя 2, таким образом, что над решеткой выступают части изделий, предназначенные для закалки. Затем осуществляют поворот кантователя на 180°, при этом прижимная решетка 8 и закаливаемые изделия оказываются внизу. В напорный бак 14 через клапан 17 подают сжатый воздух, атмосферный клапан 18 сброса воздуха при этом закрыт. Закалочная жидкость под воздействием давления сжатого воздуха по патрубку 15 перетекает в закалочный бак 1. При достижении необходимого уровня жидкости в баке 1, когда закаливаемые изделия или часть их до прижимной решетки 3 оказываются в закалочной жидкости, патрубок 15 перекрывают клапаном устройства 16 и дальнейшая подача жидкости из напорного бака 14 осуществляется через регулируемое отверстие, расположенное на патрубке 15. Излишнее количество закалочной жидкости и нагретые слои жидкости перетекают через переливные отверстия, расположенные в боковых стенках закалочной ванны, в сливной бак 13.

Уровень расположения переливных отверстий по вертикали регулируется шиберами вертикального хода 12, чем и определяется уровень жидкости в закалочном баке 1. По истечении заданного времени клапан 17 подачи сжатого воздуха закрывают, а клапан 18 сброса открывают. Жидкость из закалочной ванны обратным током перетекает в напорный бак 14. Клапан устройства 16 при этом открыт. По окончании закалки кантователь поворачивают на 180° в исходное положение загрузки-выгрузки, поднимая прижимную решетку приводом 11, освобождают поддон 6 с изделиями и выгружают его из кантователя.

Закалочную жидкость из сливного бака 13 насосом прогоняют через охлаждающий радиатор и подают в промежуточный бак 19. В перерывах между циклами закалки для поддержания необходимого уровня жидкости в напорном баке 14 открытием клапана наполнения 21 закалочная жидкость из промежуточного бака 19 поступает в напорный бак 14.

Таким образом, предлагаемое конструктивное выполнение установки позволяет осуществлять широкий спектр технологических процессов закалки металлических изделий различных типоразмеров, а именно, производить закалку как всего изделия целиком, так и отдельных его зон, осуществляя при этом закалку с самоотпуском, а также прерывистую (циклическую) закалку, чередуя охлаждение упрочняемой зоны изделия и ее саморазогрев теплом, аккумулированным неохлаждаемой частью детали и поддона.

1. Установка для закалки металлических изделий, содержащая закалочный бак с закалочной жидкостью и соединенный с ним напорный бак, снабженный регулятором уровня закалочной среды в закалочном баке, отличающаяся тем, что она содержит сливной бак и промежуточный бак, насос для прогона через охлаждающий радиатор закалочной жидкости и подачи ее в промежуточный бак, при этом напорный бак посредством клапана соединен с пневмосистемой нагнетания закалочной жидкости в закалочном баке через клапан подачи сжатого воздуха и атмосферный клапан для сброса воздуха, а посредством патрубка для подачи жидкости из напорного бака в закалочный бак - с закалочным баком, который совмещен с кантователем для поворота поддона с закаливаемыми изделиями на 180° из верхней позиции загрузки-выгрузки в позицию закалки посредством приемных направляющих, выполненных в виде рамы, связанной с приводом, при этом на раме в позиции загрузки-выгрузки установлена подвижная в вертикальном направлении прижимная решетка для поджима закаливаемых изделий к поддону, который выполнен с возможностью расположения в позиции закалки выше уровня закалочной жидкости, а напорный бак снабжен устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке и клапаном его наполнения, при этом в боковых стенках закалочного бака расположены переливные отверстия, оснащенные шиберами вертикального хода для сброса лишнего количества закалочной жидкости в сливной бак, связанными с устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке, а закалочный бак соединен со сливным баком, насосом, радиатором, промежуточным баком и напорным баком системой трубопроводов.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что атмосферный клапан сброса напорного бака выполнен программируемым по времени



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехническому стальному листу с ориентированной зеренной структурой. Для улучшения коррозионной стойкости и потерь в железе на поверхности стального листа формируется бороздка, проходящая в направлении, пересекающем направление прокатки, и в которой направление глубины бороздки соответствует направлению толщины листа.

Изобретение относится к способу изготовления листовой стали, полученной из стали, имеющей химический состав, содержащий в массовых процентах: 0,1≤С≤0,4, 4,5≤Mn≤5,5, 1≤Si≤3, 0,2≤Mo≤0,5, остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси, а также к листовой стали.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к упрочнению резьбовых соединений изделий. Для повышения производительности процесса обработки и качества резьбовых соединений осуществляют лазерное термоупрочнение резьбовых соединений с помощью источника нагрева в виде многоканального диодного лазера, сформированного из диодных модулей с возможностью отключения некоторых из них во время работы таким образом, что формирование пятна нагрева осуществляют исключительно на боковых поверхностях резьбы и ее впадинах.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термомеханической обработки супераустенитных нержавеющих сталей. Способ обработки супераустенитной нержавеющей стали включает нагрев стали до рабочего диапазона температур от температуры рекристаллизации до температуры ниже начальной температуры плавления стали, обработку стали давлением в рабочем диапазоне температур, нагрев стали до температуры в рабочем диапазоне температур, при этом супераустенитная нержавеющая сталь не охлаждается до температуры ниже рабочего диапазона температур в течение периода времени от упомянутой обработки стали давлением до нагрева по меньшей мере поверхностной области.

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для оплавления боковой поверхности цилиндрических слитков жаропрочных сплавов в металлургических установках с источниками энергии поверхностного действия, например электронно-лучевых.

Изобретение относится к области термообработки металлов и может быть использовано для упрочнения деталей автосцепок железнодорожного транспорта. Способ термоупрочнения включает индукционный нагрев автосцепки и последующее ее охлаждение.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к обработке колеса железнодорожного транспорта. Проводят упрочнение поверхности упомянутого колеса путем сканирования с оплавлением при плотности мощности дуги 104-105 Вт/см2 электродом с непрерывно-последовательным проплавлением по ходу сканирования канала тороидальной формы с локальным объемом V=1,0-150 мм3 с обеспечением отношения единичной площади теплоотвода к объему расплавленного металла, ограниченного этой площадью, в пределах 0,4-4, при этом время упомянутого высокотемпературного воздействия на локальный объем составляет в τ=0,02-0,4 с при отношении шага сканирования к толщине электрода в пределах 0,7-1,2.

Изобретение относится к установке лазерной обработки для измельчения магнитных доменов текстурированного листа электротехнической стали путем настройки лазерного пучка, фокусируемого на текстурированный лист электротехнической стали и сканируемого в направлении сканирования (варианты).

Изобретение относится к области индукционной термообработки деталей, имеющих по меньшей мере частично цилиндрическую часть и дисковую часть, диаметр которой больше диаметра цилиндрической части, причем центральные оси упомянутых частей совпадают.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при термоциклической обработке (ТЦО) сталей перлитного класса, применяемых в нефтяной, газовой промышленности, вагоностроении и других отраслях машиностроения.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Для повышения износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий осуществляют нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности при перемещении электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом почвообрабатывающие орудия выполняют из высокопрочного чугуна ВЧ50, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, причем диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, при этом за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составит 5 мм, частота вращения 25 мин-1, при этом толщина лезвия равна не менее 7 мм. 3 пр.

Изобретение может быть использовано для нанесения маркировки на металлическое изделие локальным воздействием импульсным магнитным полем высокой напряженности. Модифицирование осуществляют путем локальной магнитно-импульсной обработки поверхности изделия с помощью создаваемых индуктором магнитных импульсов напряженностью от 1 кА/м до 100 МА/м с энергией от 0,1 до 50 кДж и частотой не более 50 Гц. Подают от 1 до 50 импульсов, длительность каждого из которых составляет более 5 мкс, с получением участков с измененной структурой поверхностных и подповерхностных слоев на глубине от 5 мкм до 7 мм. Форма концентратора магнитного поля индуктора повторяет контур участка поверхности изделия с измененной структурой. Полученные участки с измененной поверхностью представляют собой заданную маркировку. Способ обеспечивает высокую износостойкость и долговечность маркировки, а также повышение защиты записанной информации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии. Для быстрого определения доли ферритной фазы в стальной полосе (2) в режиме онлайн способ содержит следующие этапы: измерение ширины w1 и температуры T1 стальной полосы (2), причем стальная полоса (2) во время измерений имеет долю ферритной фазы, нагрев или охлаждение стальной полосы (2), причем в стальной полосе (2) при нагреве по меньшей мере частично происходит фазовое превращение из ферритного состояния в аустенитное состояние и при охлаждении по меньшей мере частично происходит фазовое превращение из аустенитного состояния в ферритное состояние , измерение ширины w и температуры T по меньшей мере частично превращенной стальной полосы (2) и определение доли ферритной фазы по формуле (I), причем Т0 является эталонной температурой типично 20°С и и являются линейными коэффициентами теплового расширения феррита и аустенита. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области термообработки металлических изделий и может быть использовано для закалки как всего изделия целиком, так и отдельных его зон. Установка для закалки металлических изделий содержит сливной бак и промежуточный бак, насос для прогона через охлаждающий радиатор закалочной жидкости и подачи ее в промежуточный бак. Напорный бак посредством клапана соединен с пневмосистемой нагнетания закалочной жидкости в закалочном баке через клапан подачи сжатого воздуха и атмосферный клапан для сброса воздуха, а посредством патрубка для подачи жидкости из напорного бака в закалочный бак - с закалочным баком, который совмещен с кантователем для поворота поддона с закаливаемыми изделиями на 180° из верхней позиции загрузки-выгрузки в позицию закалки посредством приемных направляющих, выполненных в виде рамы, связанной с приводом. На раме в позиции загрузки-выгрузки установлена подвижная в вертикальном направлении прижимная решетка для поджима закаливаемых изделий к поддону, который выполнен с возможностью расположения в позиции закалки выше уровня закалочной жидкости. Напорный бак снабжен устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке и клапаном его наполнения. В боковых стенках закалочного бака расположены переливные отверстия, оснащенные шиберами вертикального хода для сброса лишнего количества закалочной жидкости в сливной бак, связанными с устройством для дифференцирования расхода закалочной жидкости в закалочном баке. Закалочный бак соединен со сливным баком, насосом, радиатором, промежуточным баком и напорным баком системой трубопроводов. Технический результат заключается в отсутствии трещин и коробления изделий и в возможности осуществления закалки с самоотпуском. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх