![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Оборудование для термической обработки
При нагреве в воздушной среде происходит окисление и обезуглероживание поверхностного слоя заготовок. Толщина дефектного слоя даже при термообработке жаропрочных сплавов (закалке и старении) составляет 1—1, 5 мм. Для борьбы с окислением и обезуглероживанием заготовок нагрев при термообработке проводят в вакууме или в защитных средах. Для уменьшения скорости окисления сплавов до допустимых значений (порядка 0, 1 мм) необходим вакуум 10-3—10-4 мм рт. ст. Нагрев в вакууме применяют при отжиге и закалке коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов. Кроме вакуума, при термообработке используют защитные среды: аргон, гелий или азотоводородную смесь. Защитные среды имеют ряд преимуществ перед вакуумом. Прежде всего упрощается изоляция рабочего пространства печи от окружающей среды, в данном случае за счет небольшого избыточного давления. Это позволяет использовать для нагрева в защитных средах обычные нагревательные печи. Применение защитных сред вместо вакуума позволяет предотвратить потери легко испаряющихся элементов, например молибдена или вольфрама. Существенными преимуществами нагрева в защитных средах являются также сокращение времени охлаждения после термообработки и большая равномерность нагрева. Аргон и гелий являются дорогими и дефицитными газами. Поэтому в последнее время расширяется использование в качестве защитной среды азотоводородной атмосферы, состоящей из 4% Нг и 96% N2. Помимо дешевизны, эта среда обладает высокими защитными свойствами, так как появляющийся в ней кислород связывается водородом в воду. Для нагрева заготовок при термообработке применяют электрические камерные печи, соляные ванны, высокочастотные установки и вакуумные печи. Электрические камерные печи широко применяются в условиях единичного (индивидуального) и серийного производства. Они обеспечивают достаточную равномерность нагрева и могут легко перестраиваться на другие режимы работы. Недостатками камерных печей являются низкая скорость нагрева и значительный объем ручных работ в процессе эксплуатации. На рис. 98 показана электропечь с силитовыми нагревателями, в которой можно получать температуры до 1300° С. Печь может работать с защитной атмосферой, которая создается за счет разложения нефтепродуктов в нижнем канале печи. Для ступенчатого нагрева удобны печи с двумя или тремя зонами нагрева. При большом выпуске изделий вместо камерных печей используют более производительные и значительно более механизированные конвейерные электропечи. Соляные ванны. Теплоносителями в соляных ваннах являются смеси солей, нагреваемые пропусканием электрического тока через трубчатые электронагреватели или непосредственно через жидкую соль. Они обеспечивают высокую скорость и равномерность нагрева, а также защиту поверхности заготовок от обезуглероживания и окисления. Вместе с тем нагрев в соляных ваннах имеет ряд существенных недостатков: возможность взрывов и выплескиваний при перегреве ванн или попадании в них влаги, неблагоприятные условия труда и склонность заготовок к коррозии при промедлении с промывкой от соли. Вследствие этих недостатков соляные ванны применяются весьма ограниченно и главным образом для ступенчатой и изотермической закалки стальных деталей. Высокочастотные установки среди других типов нагревательного оборудования обеспечивают наиболее высокую скорость нагрева и возможность выделения тепла в поверхностном слое заданной толщины. Это создает возможность проведения поверхностной закалки, при которой упрочняется лишь наружный слой деталей.
Рис. 98. Камерная электропечь с Рис. 99. Вакуумная электропечь защитной атмосферой: 1-подставка для деталей; 2- графитовые 1- рабочая камера; 2-силитовые излучатели; 3-экранная изоляция; нагреватели; 4-водоохлождаемый кожух; 3-камера для создания защитной 5-вентилятор; 6-съемное атмосферы дно кожуха; 7-трубка водяного охлаждения
Вследствие малой длительности процесса высокочастотной термообработки на поверхности деталей почти не образуется окалины, что устраняет необходимость последующей механической обработки, кроме легкого полирования. Весьма удобны высокочастотные установки для местного нагрева деталей. Процесс высокочастотной термообработки легко автоматизировать, а оборудование хорошо приспособлено для встраивания в поточные линии. К недостаткам высокочастотного нагрева следует отнести большую величину внутренних напряжений, трудность контроля температур нагрева и специальный характер индукторов, отладка конфигураций которых для деталей сложных форм занимает много времени. Применяют их главным образом в условиях крупносерийного и массового производства. Вакуумные печи. Одна из конструкций вакуумной печи для отжига показана на рис. 99. Детали устанавливаются на подставку 1 и нагреваются за счет радиации (излучения) от графитовых излучателей 2. Теплоизоляция рабочего пространства печи осуществляется многослойными экранами 3 из тонких пластин полированного тантала. Водоохлаждаемый кожух печи (реторта) 4 должен выдерживать наружное атмосферное давление. Для ускорения охлаждения печи в реторту подают инертный газ, конвекция которого осуществляется вентилятором 5. Для загрузки и разгрузки деталей дно кожуха 6 вместе с установленными на нем экранами выполняется съемным. Актуальной для термических цехов является задача механизации и автоматизации загрузки оборудования заготовками и транспортировки их между отдельными агрегатами при термической обработке. Комплексная механизация позволяет в 2—3 раза снизить трудоемкость процессов термообработки, существенно улучшить условия труда и более точным выдерживанием режимов повысить качество деталей. В условиях крупносерийного и массового производства в СССР выпускаются полуавтоматические закалочно-отпускные конвейерные агрегаты для закалки с последующим высоким или низким отпуском, включающие закалочную печь, закалочный бак, моечную печь (для деталей, закаливаемых в масле), печь отпуска и бак для охлаждения после отпуска. Цикл обработки деталей осуществляется автоматически с помощью взаимосвязанных конвейеров. Комплексная механизация процессов с использованием немеханизированного оборудования достигается установкой оборудования в линию в соответствии с последовательностью выполнения операций и оснащением линии транспортным устройством.
|