Установка для термохимической обработки полых изделий

 

Сущность изобретения установка содержит вакуумную камеру (ВК) источник лучистого нагрева и размещенные в ВК механизм перемещения изделий (И) и систему газонаполнения с патрубком подвода газа (Г) в И. Патрубок выполнен с разъемным элементом для крепления И Использование данной установки позволяет обеспечить проведение качественной обработки внутренних повеох рстей И и надежной установки в работе т к расположенная в ней система газонаполнения реагирующим Г жестко соединена с И и расположена в ВК Регулируемая подача и направленный нагрев зоны (например, сварного шва) И, подвергаемого обработке позволяет вести экономный расход реагирующего Г 1 ил (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

pEспчБлик сч>л С 23 С 8/06 (Р1 "I g C) g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К /АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819108/02 (22) 07;03.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Конструкторское бюро энергетического машиностроения и Опытный завод энергетического машиностроения (72) Р. А. Глиник и В. Е. Сырцов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N . 4565051 кл. С 23 С 8/06, 1972.

2. Реферативный журнал "Изобретения стран мира", M., 1987, выпуск 70, ¹ 3, МКИ

С 23 С. заявка Японии ¹ 60-92474. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к машиностроению, B частности к конструкциям установок для термохимической обработки тугоплавких металлов и сплавов..

Известна конструкция устройства для обработки внутренних поверхностей, содержащая герметично заваренный контейнер для создания в нем вакуума с расположенной в нем обрабатываемой деталью (трубой) и патрубок для подачи в него реагирующего газа (N2 и др,). Контейнер с иэделием помещают в камерную печь и проводя- заданный техпроцесс (1).

0 едостатком известной конструкции явля(тся то, что в ней изделие обрабатывается полностью по всей поверхности, т.е. внутри и снаруж.;, Для проведения локчльной термообработки изделия (например, только внутренней поверхности сварного шва необходимо предварительно нанести защитное пп р «»» необрабатываемые участки изделия. либо проводить механиче Ж«, 1749312 Al (57) Сущность изобретения: установка содержит вакуумную камеру (В K), источник лучистого нагрева и размещенные в ВК механизм перемещения иэделий (И) и систему газонаполнения с патрубком подвода газа (Г) в И. Патрубок выполнен с разьемным элементом для крепления И. Использование данной установки позволяет обеспечить проведение качественной обработки внутренних поверхностей И и надежной установки в работе. т.к. расположенная в ней система газонаполнения реагирующим Г жестко соединена с И и расположена в ВК.

Регулируемая подача Г и направленный нагрев зоны (например, сварного шва) И, подвергаемого обработке, позволяет вести экономный расход реагирующего Г. 1 ил. скую обработку поверхности после покрытия с удалениек покрытого слоя. что неэкономично, Известна конструкция устройства для термохимической обработки внутренней поверхности изделий (труб), выбранная в качестве прототипа. которая содержит вакуумную реакционную камеру, индуктор для предварительного нагрева изделия и лазерный источник нагрева, направленный вдоль обрабатываемого изделия для ускоренного осаждения компонента на внутреннюю поверхность детали. В процессе работы камеру вакуумирую. и через патрубок подают реагирующий газ (2);

Недостаткали этой конструкции являются: невозможность прзведения локальной термохимической обработки внутренней части изделия (тр) бы). в том числе в заданном конкретном месте (например. сварного шва и т.п.), без дополнительной защиты непок1749312 рываемых поверхностей (никелирование и т,п.) либо частичной механической обработки внутренней поверхности изделия; увеличенный расход реагирующего газа (М и др,), т.к. проводится заполнение всего 5 обьема реакционной камеры; невозможность осуществления лазерного нагрева деталей с внутренними полостями, существенно отличными от прямолинейной конфигурации, 10

Целью изобретения является осуществ-. ление локальной термохимической обработки внутренней поверхности изделия, в особенности в местах сварных швов, с исключением нагрева остальных зон изделия и 15 без проведения операций по нанесению (и снятию) предохраняющего технологического покрытия на необрабатывавмые поверхности изделия.

Для решенил этой задачи может быть 20 использован электронно-лучевой нагрев детали с подачей внутрь ее реагирующего газа от специальной системы и с сохранением с внешней стороны детали вакуумной среды.

Разделение полостей вакуума и реагирую- 25 щего газа создает проблему их взаимной герметизации, в особенности в случае перемещения обрабатываемого изделия, саобщающегосл с системой газонаполнения, относительно источника нагрева, если тако- 30 вое оказывается необходимым.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, продольное сечение.

Установка состоит из вакуумной камеры

1; обеспечивающей создание вакуума не ни- 35

-Д . же 1 10 мм рт.ст. и оснащенной механизмом перемещения обрабатываемого изделия в продольном и окружном направлениях и электронно-лучевым источником нагрева 2, герметично установленным на 40 корпусе камеры 1, каркаса 3 системы наполнения трубки газом, на котором крепятся баллон 4 с реагирующим газом и редуктор 5 для подачи газа внутрь обрабатываемого изделия (трубы) 6 с двумя манометрами 7 и 8, 45 кронштейна 9 для,крепления изделия (трубы), соединенного патрубка 10 и кронштейна 11 для крепления системы к патрону 12 механизма перемещения.

Предлагаемая установка длл термохи- 50 мической обработки полна изделий работает следующим образом.

К кронштейну 9 крепят. изделие (трубу)

6, в котором одно отверстие заглушено для возможности вакуумирования полости из- 55 делил и предотвращения выхода реагирующего газа при термообработке. Затем посредством патрубка 10 соединяют изделие с противоположной от заглушенной стороны с оедуктором 5. Монтаж изделия 6 к каркасу 3 системы наполнения газом проводят вне.вакуумной камеры 1. Перед термообработкой предварительно вакуумируют полость изделия и тем самым исключают присутствие в полости изделия каких-либо реагентов, оказывающих отрицательное действие при проведении термохимической обработки. Закончив вакуумирование внутренней полости изделия, отключают вакуумнасос, затем через патрубок 10. соединяющий изделие 6 с редуктором 5, заполняют полосTb реагирующим газом под постоянным давлением настройки редуктора.

После проведения подготовительных работ изделие вместе с системой газонаполнения помещают внутрь вакуумной камеры

1 и крепят ее за кронштейн 11 в патроне 12 механизма перемещения устройства. Закрывают крышкой 13 камеру 1 и вакуумируют ее не ниже 1 10 мм рт.ст. Затем

-а последовательно включают механизм перемещения устройства. приводят изделие 6 во вращение вокру своей оси и включают лучевой источник нагрева 2 с наводкой расфокусированного луча на место обработки изделия (например, азотирования внутренней поверхности сварного шва труб).

Размещение системы 3 наполнения реагирующим газом внутренней полости изделия 6 внутри вакуумной камеры 1 исключает йеобходимость создания сложных герметиэирующих подвижных уплотнений на входе в вакуумную камеру. благодаря чему повышается надежность установки в работе.

Предлагаемая установка изготовлена и апробирована при азотировании трубчатых изделий из тугоплавкого танталового сплава ТВ-10.в зоне сварных швов и дало качественные результаты. Металлографическое исследование микротвердости и глубины барьерных слоев на внутренних поверхностях деталей из сплава ТВ-10, прошедших термообработку, показало; глубина аэотированного слоя 0,15 — 0,17 мм, микротвердость в зоне сварного шва 947-1080 кгс/мм, что соответствует требованиям.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения определяется простотой и надежностью конструкции установки, достоинствами реализуемого технологического процесса, обусловленными подачей реагирующего газа и направленным нагревом только в зонах изделия. подвергаемых термохимической обработке, и обеспечивающими высокое качество покрытия, а также экономиеи в расходовании реагирующего газа, исключением других реагентов в полости изделия во время про1749312

Составитель P. Глиник

Редактор М. Кузнецова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M. Шарошв

Заказ 2568 : Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ведения технологического процесса и сни>кением энерго- и трудозатрат.

Эормула изобретения

Установка для термохимической обработки полых изделий, содержащая вакуумную камеру, источник нагрева и систему гаэонаполнения с патрубком подвода газа:, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем проведения обработки внутренних полостей и локальной обработки изделия и повышения надежности в работе установки, она снабжена механизмом перемещения изделия относительно источ5 ника нагрева. соединенным с системой газонаполнения. а патрубок подвода газа выполнен с разъемным элемеНтом для соединения с иэделием, при этом система гаэо- наполнения и механизм перемещения

10 размещены в вакуумной камере.