Установка для термической обработки

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, содержащая печь, устройство загрузки с блоком управления и блок измерения электросопротивления материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества термообработки, она снабжена блоком определения и запоминания максимального значения электросопротивления материала, блоком деления и блоком сравнения, причем выход блока изме рения электросопротивления материала соединен с входом блока определения изапоминания максимального значения электросопротивления, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока измерения электросопротивления материала, выход блока деления через блок сравнения соединен с блоком управления. г с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OIHPblTHRM

ПРИ fHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВ ГОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3514400/02 (22) 13.08.82 (46) . 30.08.91. Бюл. В 32 (72) В.В. Телешов, В.Н. Сорокин и В.И. Черкасов (53) 621.78.5 (088.8) (56) Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов. — М., "Металлургия", 1966, с. 288-289.

Заявка Японии 11 55-45620, кл. С 21 D11/00,,1980. (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ, содержащая печь, устройство загрузки с блоком управления и блок измерения электросопротивления материала, отличающаяся

Изобретение относится к металлургии, точнее к термической обработке полуфабрикатов, в частности к конструкциям устройств для термической обработки полуфабрикатов и иэделий иэ стареющих алюминиевых сплавов с непрерывным контролем фактической степени распада твердого раствора.

Известна печь для термической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, содержащая футерованный корпус печи, нагревательные элементы и футерованную подъемную крышку, через которую внешними подъемными устройствами производят загрузку печи. Образцы-свидетели укладывают сверху на садку полуфабрикатов.

Недостатком существующей печи является то, что использование старе„,SUÄÄ 1677294 А1

Р1)У С 21 D 11/00, F 27 D 19/00 тем, что, с целью повышения качества термообработки, она снабжена блоком определения и запоминания максимального значения электросопротивления материала, блоком деления и блоком . сравнения, причем выход блока измерения электросопротивления материала соединен с входом блока определения и запоминания максимального значения электросопротивления, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока измерения электросопротивления материала, вы" .ход блока деления через блок сравнения соединен с блоком управления. ния полуфабрикатов с образцами-свидетелями приводит к нарушению тепло- 1,,) вого режима работы печи при извлечении образцов через открываемую ° в,Д крышку печи. Ю

Наиболее близкой к изобретению с© по технической сущности и достигаемому результату является установка для изотермической обработки изделий и полуфабрикатов из сплавов на основе железа, содержащая печь для регламентированного нагрева полуфабрикатов, устройство загрузки полуфабрикатов с блоком управления и блок измерения электросопротивления полуфабриката. С помощью блока измерения электросопротивления фиксируют начало и конец структурного (аустенитного) превращения при термической выдержке.

1077 294

Недостатком известной установки является низкая надежность контроля, приводящая к нестабильности механических свойств полуфабрикатов в слу5 чае старения алюминиевых сплавов, обусловленная тем, что конец превращения при старении четко не выражен.

В этих условиях момент прекращения старения делается неопределенным, 10 что не позволяет прекращать старение на требуемой стадии распада твердого раствора.

Целью изобретения является повышение качества термообработки.

Поставленная цель достигается тем, что установка для термической обработки изделий, содержащая печь, устройство загрузки с блоком управления и блок измерения .электросопротивления материала, снабжена блоком определения и запоминания максимального значения электросопротивления материала, блоком деления и блоком сравнения, причем выход блока измерения электросопротнвления материала соединен с входом блока определения и запоминания максимального значения злектросопротивления, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с, выходом блока измерения .электросопротивления материала, выход блока деления через блок сравнения соединен с ,блоком управления.

На фиг. 1 представлейа блок-схема установки; на фиг.2 — график изменения электросопротивления полуфабриката при старении; на фиг.3 — один из вариантов технической реализации отдельных блоков установки.

Установка содержит печь 1 для нагрева полуфабрикатов и выдержки их при заданной температуре, устройство

2 загрузки полуфабрикатов с блоком

3 управления, блок 4 измерения электросопротивления полуфабриката, выход которого соединен с входом блока

5 определения и запоминания максималь»ного значения электросопротивления по50 луфабриката (R е ), и с вторым вхом6кс дом блока 6 определения отношения максимального значения электросопро-. тивления полуфабриката к текущему значению его электросопротивления

« 5 (R„ „ /R ), первый вход которого соединей с выходом блока 5, блок 7 конт: роля отношения К „ /R<, вход которого соединен с ййходом блока 6 определения отношения R /R, а выход соединен с блоком 3 управления устройством 2 загрузки и выгрузки полуфабрикатов.

Работа установки происходит следующим образом.

Полуфабрикат с укрепленными в нем подводящими проводами от блока 4 определения электросопротивления полуфабриката помещают на устройстве 2 загрузки полуфабрикатов и вдвигают в .рабочее пространство нагретой печи 1. В блоке 7 контроля отношения

Кмв„ /Rh задается величина требуемого отношения R>д„ /Rp.

На фиг. 2 пред с та влен график изменения электросопротивления полуфабриката при старении. В результате нагрева полуфабриката в период А происходит увеличение его:электросопротивления. Блок 4 определяет электрическое сопротивление полуфабриката и подает сигнал, пропорциональный электросопротивлению .полуфабриката

Rh„, в блоки 5 и 6. Блок 5 определения и запоминания максимального значения электросопротивления полуфабриката имеет на выходе сигнал, пропорциональный максимальному значению .электросопротивления полуфабриката (К „ ). .Этот сигнал поступает на вход .блока 6 определения отношения

Rva

Rza<© = R<, Блок 6 формирует выходной сигнал, равный К „ /К = 1. После прогрева изделия на стадии стабильного значения электросопротивления (период Б) полуфабриката отношение Rìàêñ/к < = 1.

После начала распада твердого раствора (период В) электросопротивление полуфабриката начинает падать и сигнал, поступающий в блок 6 из блока 4, начинает уменьшаться, а сигнал из блока 5 остается постоянным и пропорциональным максимальному значению электросопротивления полуфабриката R<©«Блок 6 выдает увеличивающийся сигнал и при достижении величины отношения Rgq- /R< требуемой величины блок 7 подает в блок 3 управления загрузочным устройством команду на выгрузку полуфабрикатов из печи.

107

Один из вариантов установки представлен на фиг. 3.

Работа установки при такой конструкции блоков происходит следующим образом.

Блок 4 измерения электросопротивления полуфабриката состоит из стабилизатора напряжения U и усилителя тока, При постоянном напряжении

U в цепи, включающей подводящие провода и полуфабрикат, возникает электрический ток I, обратно пропорциональный изменяющемуся .электросопротивлению полуфабриката R, т.е.

I = U/R. Ток перед поступлением в блок 5,Ь усиливается с помощью усилителя тока, Блок 5 определения и запоминания максимального значения электрос.опротивления полуфабриката (Кмо„ ) состоит иэ соленоида Г, внутри которого находится подвижный ферромагнитный сердечник Д с укрепленным на нем контактом Е, передвигающимся по катушке автотрансформатора. Перемещение сердечника Д контролируется пружиной Ж и односторонним фиксатором (на чертеже не обозначен) ° обеспечивающим одностороннее движение сердечника.

Работа блока 5 происходит следующим образом.

В начальном состоянии загружаемый холодный полуфабрикат имеет минимальное электросопротивление R и ток 1 в соленоиде максимальный, сердечник втягивается в соленоид на максимальное расстояние, определяемое упругостью пружины Д. Фиксатор при этом выключен. Снимаемое напряжение V> обратно пропорционально силе тока I и следовательно пропорционально R.

По мере прогрева полуфабриката растет

R и падает I что приводит к снижению величины силы, втягивающей сердечник в соленоид Г. Сердечник Д под действием пружины Ж выходит из соленоида, а величина снимаемого напряжения U растет. Фиксатор перемещения ( сердечника, включаемый после загруз.ки полуфабриката, обеспечивает одно.— стороннее перемещение сердечника из соленоида. После прогрева полуфабриката, но до распада твердого раствора, R достигает максимального значения, а сердечник максимально выходит из соленоида. Снимаемое напряжение U соответствует максимальному значению

R . При распаде твердого раство7294 6 ра сопротивление полуфабриката снижается, а втягивающая сила соленоида растет, однако фиксатор не позволяет сердечнику перемещаться в глубь еоленоида, в результате чего обеспечива- ется запоминание R <, через пропорциональную ей величину U<, поступаемую на вход блока 6.

Блок Ь определения отношения максимального значения электросопротивления полуфабриката к текущему значению его электросопротивления (R „,/Q) состоит из соленоида Г, внутри котоРо

ro находится подвижный ферромагнитный сердечник Д с укрепленным на нем контактом Е, передвигаемым по катушке реостата. Перемещение сердечника Д контролирует пружина Ж.

20 Работа блока Ь происходит следующим образом.

Проходящий по соленоиду А ток I, обратно пропорциональный электросопротивлению полуфабриката R, обеспечи25 вает втягивание сердечника с силой, пропорциональной величине тока I, В начале прогрева полуфабриката R растет, I падает и под действием пружины сердечник идет вправо,. увели 0 чивая сопротивление реостата на участке Г-Ж. При распаде твердого раствора К падает, I растет.и сердечнцк с контактом, втягиваясь в соленоид, уменьшает величину участка И-К. Таким образом, величина сопротивления реостата К Пропорциональна электросопротивлению полуфабриката в данный момент времени Rn. Одновременно на ( реостат через контакт Д подается с

40 R>à кс результате проходящий через реостат ток I определяется величинами Uq u

R через. выражение

I, = U /R, = RÄ,„,/К, т.е. обеспечивает определение отношения максимального значения электросопротивления полуфабриката к теку50 щему значению его электросопротивления.

Блок 7 контроля отношения макс fRQ по величине тока I, пред55 ставляет собой реле, срабатываемое по достижении задаваемого заранее значения тока Х и включающее пуска( тель блока 3 управления загрузочным устройствам полуфабрикатов.

1077294

Использование для контроля длительности старения отношения

R /Rn имеет то преимущество, что оно не зависйт от геометрических размеров полуфабриката, а определяется только изменением его удельного электросопротивления ° Действительно, сопротивление металлов (R) при определенной температуре определяется по формуле R = SxL/$, где S — удельное сопротивление материала при данной температуре; S — площадь поперечного сечения проводника длиной Ь.

Поскольку макс макс ф„= Б -, S то макс /Р.nc = Я макс /Sg.

Изменение величины R /R n макс при старении не зависит от вида полуфабриката и химического состава сплава. Прекращение сравнения полуфабрикатов при величине R /Rn = 1 12 макс позволяет повысить надежность контроля получить стабильные знанени

1 ния механических свойств для полуфабрикатов.

1077294

Редактор Л. Письман Техред Л.Сердюкова Корректор С. Рекмар

Заказ 3443 Тираж 374 . Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Нроизводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101