Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков

 

1„ ПЕЧЬ ДЛЯ СПЕКАНИЯ КОЖЦ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ, содержащая футерованную огнеупорным материалом камеру с каналом для перемещения колец и нагреватель , выполненный в виде проходно , О V - V) А го индуктора с обмоткой, закрепленной в футеровке, о тличающая с я тем, то, с целью упрощения КОНСТР5ГКЦИИ и повышения ка ества спеченных изделий, обмотка индуктора выполнена в виде двух параллельно подключенных вытянутых вдоль канала полувитков, канал в поперечном сечении выполнен в виде вытянутого по вертикали прямоугольника, причем дно канала расположено под углом к горизонтали , а полувитки индуктора закреплены в боковых его стенках 2 о Печь по По 1,отличающ а я с я тем, что. она снабжена камерой предварительного нагрева колец, выполненной в виде металлического короба с нагревателями сопротивления и состыкованной с каналом в футерованной камере

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 2979600/02 (22) 02 „09 Ä80 (46) 07.02.92. Вюл. Р 5 (53) 621 . 762. 5 (088 „8) (71) Рубцов ский проектно-конструкторский технологический институт тракторостроения (72) В.Г.Плеханов, С„Н.Давыдов, И.A.Øðàéáìàí и И.T.Ðå÷êàëîâ . (56) Авторское свидетельство СССР

N- 553046, кл. В 22 Р 3/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР, У 736468, кл. В 22 F 3/10, 1978. (54) (57) 1. ПЕЧЬ ДЛЯ СПЕКАНИЯ КОЛЕЦ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ

ПОРОШКОВ, содержащая футерованную огнеупорным материалом камеру с каналом для перемещения колец и нагреватель, выполненный в виде проходноИзобретение относится к области порошковой металлургии, к оборудованию для спекания изделий из порошков, в частности к индукционным печам для спекания кольцевых изделий из ферромагнитных порошков.

Известна печь для спекания изделий из металлических порошков, содержащая горизонтальную камеру для предварительного нагрева изделий, вертикальную камеру для спекания, механизм перемещения изделий и вакуумные затворы.

Недостатками известной печи являются ее низкая производительность, вызванная периодичностью работы камеры (51)5 В 22 F 3/10 F 27 В 9/02 го индуктора с обмоткой, закрепленной в футеровке, о т л и ч а ю щ ая с я тем, то, с целью упрощения конструкции и повышения ка ества спеченных изделий, обмотка индуктора выполнена в виде двух параллельно подключенных вытянутых вдоль канала полувитков, канал в поперечном сечении выполнен в виде вытянутого по вертикали прямоугольника, причем дно канала расположено под углом к горизонтали, а полувитки индуктора saкреплены в боковых его стенках.

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что. она снабжена камерой предварительного нагрева колец, выполненной в виде металлического короба с нагревателями сопротивления и состыкованной с каналом в футерованной камере. спекания, а также низкое качество спеченных изделий. Это вызвано тем, что при спекании изделия расположены стопой, а это приводит к припеканию некоторЫх видов изделий друг к другу, .кроме того различные части изделия в этом случае находятся в неодинаковых условиях по отношению к среде и к нагревателям, что вызывает неравномерность свойств каждого иэделия по сечению, а также различие в свойствах изделий иэ различных частей стопы.

Б значительной мере недостатки известной печи устранены в печи для спекания колец, преимущественно из

904 ферромагнитных порошков, являющейся наиболее близкой по технической с -: ности и достигаемому эффекту к предлагаемой печи и содержащей футерованную огнеупорным материалом камеру с каналом для перемещения колец и нагреватель, выполненный в виде проходного индуктора с, обмоткой, закрепленной в футеровке. Эта печь снабжена.механизмами для загрузки, выгрузки колец и их перемещения в печи, канал в поперечном сечении выполнен в виде вытянутого по горизонтали прямоугольника, обмотка индуктора выполнена в виде двух рядов полуколец, расположенных в дне и своде канала симметричноо относительно вертикальной.плоскости, проходящей вдоль оси канала.

Известная печь имеет сложную конструкцию (необходим механизм загрузки-выгрузки, обеспечивающий заданную подачу), а также недостаточно высокое качество спеченных изделий, что вызвано постоянством точек контакта изделий друг с другом и с направляющими (это приводит к искажению формы изделий, припеканию их друг к другу), неодинаковой скоростью разогрева изделий по их площади, что может привести к их короблению. Кроме того . в.случае снекания изделий, chopMoванных с пластификатором, из-за быстрого их разогрева возможно заплывание пор, что препятствует, выходу из изделия воздуха, а это может привести к местному разрушению изделия.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повьппение качества спеченных изделий за счет исключения постоянства точек контакта изделий друг с другом и с направляющими, обеспечения одинаковой интенсивности нагрева любой. части объема изделия.

Поставленная цель достигается тем, что в известной печи для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков, содержащей футерованную огнеупорным материалом камеру с каналом для перемещения колец и нагреватель, выполненный в виде проходного индуктора с обмоткой, за.крепленной в футеровке, обмотка индуктора выполнена в виде двух параллельно подключенных вытянутых вдоль канала полувитков, канал в поперечном сечении выполнен в виде вытянутого по вертикали прямоугольника, при242

4 чем дно канала расположено под углом к горизонтали, а полувитки индуктора закреплены в боковых его . стенках.

Кроме того, печь снабжена камерой предварительного нагрева колец, выполненной в виде металлического короба с нагревателями сопротивления и состыкованной с каналом в футеро1О ва ой камере

На фиг. 1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 — сечение по А-А фиг, 1; на фиг. 3 — сечение по Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 — индуктор со спекаемыми изделиями, Индукционная печь для спекания колец из металлических ферромагнитных порошков состоит из загрузочного лотка 1, камер 2 и 3, установленных на20 клонно на подставке 4, выгрузочного лотка 5, звездочки 6, вращающейся с постоянной скоростью на валу 7.

Загрузочный 1 и выгрузочный 5 лотки снабжены боковыми щечками (не показаны) для удержания изделий от заваливания.

Камера 2 выполнена с внутренним металлическим массивным коробом 8.

Материалом для изготовления короба

ЗО служит немагнитная сталь или медь.

Ширина короба выполняется такой, чтобы изделия типа колец свободно с зазором со стенками перекатывались внутри короба, но при этом не. заклинивались друг с другом. Высота короба также должна обеспечивать свободное перекатывание изделий. . Слишком большие зазоры стенок короба с изделиями (более 3 мм) и слишком большая его высота (более, 40 . чем диаметр изделия) уменьшают эффективность печи, так как лишний объем камеры 2 приводит к дополнительным затратам энергии на поддержание оптимальной температуры.

Поверх короба 8 выполняется электроизоляция 9, которая должна обладать достаточной теплостойкостью.

Поверх изоляции укладываются нагревательные элементы 10, в качестве которых может служить нихромовая проволока. Поверх нагревательных элементов выполняется шлаковая засыпка 11.

В камере 2 за счет элементов 10 подцерживается температура 150-200 С.

Длина камеры 2 выбирается такой, чтобы при заданном темпе выдачи изделий из печи в камере 2 помещалось такое количество изделий, которое

5 904242 обеспечивает при непрерывном их пере-, мещении равномерный нагрев изделий по объему перед выходом их из камеры 2„

Короб 8, выполненный металлическим, за счет хорошей теплопроводности равномерно прогревается по всей длине.

Это уменьшает требования к равномерности расположения нагревательных 10 элементов 10.

Камера 3 служит для спекания изделий и выполнена с внутренней частью

12 из огнеупорного материала, например из огнеупорного кирпича. В пазах 15 огнеупорного кирпича располагают индикатор 13. Его выводы 14 и 15, служащие для подключения к источнику вынесены за пределы печи.

Индуктор 13 (фиг.4) состоит из двух полувитков 16 и 17, которые подключены параллельно к источнику ТВЧ через перемычки 18 и 19 и выводы 14 и 15.

Полувитки 16 и 17 удлинены по ходу.25 перекатываемых изделий 20 и расположены вдоль их торцов.

Вертикальные части полувитков 1 6 и 17 выполнены с удалением от изделия. Это сделано с той целью, чтобы 30 . они не влияли на характер нагрева изделий перед их выходом из камеры 3.

LIHpHHR полувитков 16 и 17 выполняется такой, чтобы своими поверхностями они перекрывали кольца. Длина полувитков 16 и 17 выбирается такой, чтобы при заданном темпе выдачи изделий из печи в зоне индуктора 13 помещалось такое количество изделий, которое обеспечивало при непрерывном их 40 перемещении нагрев по объему от 150200 С до 1100-1200 С, т.е„ до температуры спекания. Конструкция индуктора 13 обеспечивает равномерный по объему изделий нагрев до температуры 45 спекания .

Кроме того, конструкция индуктора обеспечивает такое взаимодействие электромагнитных полей между изделиями, что они в холодном состоянии (до точки йори) не притягиваются друг к другу, а легковесные изделия — кольца даже отталкиваются друг от друга.

В горячем состоянии (свыше точки Кюри) . изделия ведут себя по отношению друг к другу магнитно нейтрально, что позволяет им свободно перекатываться под д йствием собственной тяжести.

Поверхности. индуктора, обращенные к иэделиям, покрываются эмалью.

Индуктор 13 выполняется из профилированной на квадрат или прямоугольник медной трубки, по которой подается охлаждающая вода. Изделия в зоне индуктора перекатываются по внутренней части 12 из огнеупорного материала (фиг. 2)..

Полувитки 16 и 17 уложены в пазы внутренней части 12 таким образом, чтобы изделия при своем перекатывании боковыми поверхностями базировались на выступающие поверхности части 12, а не на активные части индуктора 13 (фиг, 2).

Обе камеры 2 и 3 состыкованы таким образом, что они образуют непре рывную трассу транспортирования иэделий.

Индукционная печь для спекания изделий типа колец из металлических порошков работает следующим образом, Нагревательные элементы 10 подключаются к источнику переменного или постоянного тока, и температура в камере 2 доводится до расчетной о (150-200 С), после чего вся трасса транспортирования печи заполняется изделиями. Звездочке 6 придают вращательное движение с заданным темпом выдачи изделий из печи. Трасса транспортирования по мере выдачи изделий из печи наполняется новыми . изделиями. Напряжение ТВЧ на индуктор 13 подается только тогда, когда в него входит изделие, полностью прошедшее камеру 2. С этого изделия начинается процесс спекания всех последующих изделий.

Все предыдущие изделия считаются необработанными, .и их вновь загружают в печь. При непредвиденной или очередной остановке печи процесс запуска ее в работу повторяется снова. Включение индуктора к источнику ТВЧ при этом можно автоматизировать, использовать для этого сиг нал от реле времени, включаемого в электрическую печь одновременно с началом вращательного движения звездочки 6. При этом установка реле времени подбирается из расчета темпа выдачи изделий из печи (сек)., умноженного на количество изделий, находящихся на трассе транспортирования в камере 2.

904242

В камере 2 при температуре 150 00 С происходит предварительное

«ыжигание пластификатора.

Поступающие в камеру 3 предвари5 гельно нагретые изделия подвергают.я воздействию электромагнитных по«ей от индуктора, в результате че-. .о в них индуктируется ток, вызывающий разогрев изделия до 1150- 10

l200 С.

Отдельно взятое нагреваемое изде«ие можно рассматривать как электри«еский магнит с полюсами, один из. соторых расположен в геометрическом

«ентре поверхности кольца, а другойгеометрическом центре противополож«оА поверхности изделия-кольца.

Такие .же магнитные полюса в рассматриваемый момент времени имеются и у других изделий, находящихся в зоне индуктора.

Таким образом изделия контактируют друг с другом нейтральными поверхностями и поэтому не притягиваются 25 друг к другу. Более того, при достаточно малом диаметре нагреваемых колец и небольшом их весе изделия склонны при интенсивном нагреве к взаимному отталкиванию друг от друга. Эй

Это объясняется небольшими расстояниями между одноименными полюсами соседних .изделий. Отсутствие взаимного притягивания изделий друг к другу обеспечивает их свободное перекатывание в зоне индуктора под действием собственного веса.

В.описываемом индукторе наблюдается такой эффект. Когда в зону индуктора вход««т иэделие с температурой ни- 4р же точки Кюри, то оно полностью дотягивается в индуктор и электромагнитными полями и прижимается одной из своих поверхностей к выступающим поверхностям внутренней части 12.

Сила прижима может быть настолько велика, что весь последующий столб изделий, находящийся на наклонной трассе транспортирования, не может протолкнуть прижатое изделие силой собственной тяжести.

Изделие находится в прижатом состоянии до тех пор, пока не потеряет своих магнитных свойств (при температуре свыше точки Кюри), после чего вновь начинает свободно перека55 тыв атьс я в зон е индук тор а и до грен ается до температуры спекания 11501200 С, а следующее холодное изделие, поступает в зону индуктора. Объясняется такой эффект следующим образом.

Изделия иэ металлических порошков, еще не прошедшие обработку спеканием, представляют собой магнитодиэлектрики. Мелкие частицы металлического порошка изолированы друг от друга диэлектрическим связующим материалом или материалом с весьма малой электропроводностью.

Такие материалы очень хорошо проводят магнитные потоки и имеют малую электропроводность. Поэтому изделия из металлических порошков, пока они не разогреты до точки Кюри, втягиваются в зону индуктораи удерживаются в нем. По мере разогревания изделия связующий материал разлагается и выжигается, и между частицами порошка появляется электрический контакт..

Это увеличивает электропроводность изделия, что приводит к его более интенсивному разогреву, и при достижении точки магнитных превращений изделие теряет магнитные свойства, и магнитное взаимодействие с индуктором прекращается. Этот эффект в описываемой индукционной печи можно использовать. для установления автоматического темпа выдачи спеченных изделий из печи.

Качество иэделий значительно выше, чем при спекании таких же издЕлий в известной индукционной печи.

Достигнута равномерность механичес-.. ких свойств по всему объему изделия, что" подтверждается металлографическими исследованиями.

В настоящее время продолжают проводить опыты по уточнению технологических параметров для изделий различных размеров. Данная конструкция индукционной печи для спекания изделий типа колец из металлических порошков позволяет встроить ее в поточную линию без каких-либо усложнений механизмов автоматической передачи изделий с операции на операцию, поскольку в данной конструкции печи выгодно используется то, что изделия перемещаются под действием собственной силы тяжести.

904242

Корректор Л. Пилипенко

Редактор М.Ленина

Техред М.Моргентал

Заказ 1301 THpcUK Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков Печь для спекания колец, преимущественно из ферромагнитных порошков 

 

Похожие патенты:
Наверх