Контейнер для термодиффузионного насыщения

 

Союз Советскик

Социалистическин

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.02.79 (21) 2750257/02 (51) М. Кл.з

F 27 D 5/00

С 23 С 9/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееудлрствеиный кемитет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень №31

Дата опубликования описания 28.08.81 (53) УДК 621.785. .5.002.5 (088.8) ло делам изабретеиий и вткрытий (72 ) А втор ы изобретения

Ю. 3. Полонский и В. И. Удовицкий

БИЕ. "„;: г;.. (71) Заявитель (54) КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО

НАСЫЩЕНИЯ

Устройство относится к машиностроению, а именно к химико-термической обработке, и может быть использовано для по.— лучения качественных силицированных покрытий на внутренних поверхностях полых деталей неорганических размеров, например заготовки подшипников скольжения.

Известен контейнер для термодиффузионного насыщения, включающий корпус с расположенной внутри реакционной смесью, фильтр и крышку с прикрепленной к ней подвеской (1). 10

Э

В результате нагрева в среде реакционной порошкообразной смеси происходит интенсивное генерирование парогазовой фазы.

С увеличением избыточного давления в пространстве контейнера происходит свободное истечение газов из-под крышки в атмосферу печи. При таком истечении активной парогазовой среды, не вступившей в реакцию с поверхностью детали, имеет место низкий КПД процесса. Слой покрытия поверхности диффузионным слоем неравномерный, а при отработке крупных деталей со стороны крышки отсутствует вообще.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является контейнер для термодиффузионного насыщения, содержащий корпус с крышкой и с прижимным приспособлением и перфорированный магазин, расположенный в корпусе (2).

В этом контейнере обработка деталей осуществляется при непосредственном контакте порошковой смеси и насыщаемой поверхности. Процесс обработки ведется при нагреве 1100 С в течение 6 ч, в результате чего происходит спекание порошка с обрабатываемой поверхностью. Как следствие этого, поверхность детали имеет грубую шероховатость и требует дополнительной очистки, механической обработки.

Цель изобретения — интенсификация процесса насыщения и повышение качества обработки внутренних поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что в контейнере, содержащем корпус с крышкой и прижимным приспособлением и расположенный в корпусе перфОрированный магазин, где корпус выполнен в виде усеченного конуса с отверстием в вершине, а контейнер снабжен коаксиально установ857689 леннь1м в перфорированном магазине, проходящем через днище корпуса газоотводящей трубкой, при этом крышка расположена с зазором относително корпуса для крепления обрабатываемой детали между ними.

Кроме того, корпус выполнен в виде усеченного конуса с углом наклона 60 — 70 .

На чертеже изображен контейнер, продольный разрез.

Контейнер для химико-термической обработки содержит корпус 1 в виде конуса, крышку 2 с прижимным приспособлением, перфорированный магазин 3, установленный в корпусе 1. В днище 4 корпуса, 1 выполнено отверстие, в котором установлена газоотводящая трубка 5. Прижимное приспособление выполнено в виде укрепленных на корпусе 1 стоек со шпильками 6 и гайками 7 и поперечины 8 с отверстиями под шпильки.

Насыщающая смесь 9 уложена в корпусе

1 и в перфорированном магазине 3.

Контейнер работает следующим образом.

Обрабатываемую деталь 10 устанавливают в зазор между корпусом 1 и крышкой

2 с помощью резьбового крепления (шпилек 6, гаек 7), поперечины 8 и уплотненной асбестовыми прокладками 11 на огнеупорной глине.

Закрепленная деталь 10 совместно с контейнером загружается в печь, предварительно выведенной на режим с температурой

1100 С.

В результате нагрева и генерирования паров из порошковой смеси поток газов устремляется вверх по наклонной боковой стенке корпуса 1 с ускорением, ближе к усеченной части конфузора за счет уменьшения сечения. При истечении потока газов в месте конусного перехода происходит обрыв потока и образование вихрей, т. е. образование турбулентного течения. В свою очередь, вихревое (турбулентное) течение обладает большим массообменом, более гысокими коэффициентами теплоотдачи и теплопередачи, т. е. значительно интенсифицирует процесс. Активная газовая смесь одновременно выделяется из смеси 9 в перфорированном магазине 3.

Для сохранения и поддержания такого течения на протяжении всего участка по длине обрабатываемой поверхности создается различное скольжение газов в приповерхностных слоях. С одной стороны течение газа происходит по насыщаемой поверхности, с другой — с направленными парогазовыми потокамк из перфорированного магазина. Разность в величине скольжения дополнительно способствует образованию вихрей, возмущая их справа налево в сторону обрабатываемой поверхности. Поток парогазовой смеси, который направлен к обрабатываемой поверхности, создает высокую плотность паров. Размещенная по оси контейнера газоотводящая трубка позволяет разгружать внутреннюю полость от избыточного давления.

После проведения химико-термической обработки контейнер извлекают из печи, деталь очищают и подвергают проверке.

Наклон боковой стенки корпуса под углом 60 — 70 увеличивает собирательный эффект, концентрацию и интенсивность завихрения паров насыщающей смеси. Уменьшение и увеличение угла наклона практически не влияют на качество обработки— покрытие (толщину и равномерность на высоте) .

Предлагаемое устройство позволяет накапливать насыщаемую парогазовую среду, направлять ее непосредственно на обрабатываемую поверхность, а также создавать на ней высокую, равномерную плотность паров при значительной экономии материалов, теплоэнергии, оборудования.

Формула изобретения

Контейнер для термодиффузионного насыщения, содержащий корпус с крышкой и прижимным устройством, и, расположенный внутри корпуса перфорированный магазин с насыщающей смесью, отличающийся тем, что, с целью интенсификации проз цесса насыщения и повышения качества обработки, он снабжен коаксиально установленной в перфорированном магазине проходящей через днище корпуса газоотводной трубкой, а корпус выполнен в виде усеченного конуса с отверстием в вершине, при этом крышка расположена с зазором относительно корпуса для расположения в нем обрабатываемой детали.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде усеченного ко4 нуса с углом наклона основания 60 — 70 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Физико-химическая механика материалов. — Киев, «Наукова техника», 1969, т. 5, № 1, с. 120.

50 2. Авторское свидетельство СССР № 492596, кл. С 23 С 9/00, 1972.

857689

Составитель Н. Кузовкийа

Редактор Н. Пушненкова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7218/64 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4