Способ удаления стеклоэмалевых покрытий с металлических изделий

 

Существо изобретения: способ включает локальный нагрев изделия преимущественно чугунных ванн со стороны покрытия воздействием импульсов сфокусированного светового луча дуговой ксеноновой лампы при величине тока импульса 450-500 А, длительности импульсов 0,5-1,5 с и частоте их следования 0,15-0,5 с последующим удалением скола эмали. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 0 17/00

ГОСУДЛPCTВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710609/26 (22) 03.05.89 (46) 30.01.93. Бюл. N. 4 (71) Институт физики прочности и материаловедения СО АН СССР, Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению машин и механизмов и

Проектная контора "Томсккоммунпроект" (72) Б,П.Романов, А.С.Артиш, A,М.Зуев, А.Д,Алеутдинов и П,Г.Выпулин (56) Эмалирование металлических изделий под ред, В.В,Варгина, Л„Машиностроение, 1972, с. 386, Авторское свидетельство СССР и 198882, кл, С 23 Э 17/00, 1983.

Изобретение относится к технологии реэмалйрования чугунчых ванн и может быть использовано как в производстве эмалирования ванн, так и для их ремонта.

Известен способ удаления стеклоэмалевого покрытия с поверхности металлических изделий химическим травлением.

К недостаткам такого способа относятся низкая скорость очистки, трудоемкость и высокая стоимость данного способа.

Известен также способ удаления эмалевого покрытия с крупных чугунных изделий дробеструйным аппаратом при давлении 35 атм, Недостатками такого способа являются низкая производительность очистки от эмалевого покрытия, трудоемкость. связанная с необходимостью рассеивания дроби и отходов снятой эмали

„„5U „„1791466 А1 (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СТЕКЛОЭМАЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Существо изобретения: способ включает локальный нагрев изделия преимущественно чугунных ванн со стороны покрытия воздействием импульсов сфокусированного светового луча дуговой ксеноновой лампы при величине тока импульса 450-500 А, длительности импульсов 0,5-1,5 с и частоте их

-3 следования 0,15-0,5 с с последующим удалением скола эмали. 1 табл.

Наиболее близким к изобретени|о юаюЬ является способ удаления с поверхности металлических изделий термоударом с использованием индукционного нагрева О токами высокой частоты металлической подложки при одновременном охлаждении ф

СЭП проточной водой. (Ь

К недостаткам изобретения можно от- 0 нести возможность повреждения чугунной подложки (растрескивание), т.к, при этом способе термоудар возникает при нагреве чугуна, а не эмали; трудность в использовании данного способа для удаления СЭП с поверхности чугунных ванн из-за их сложной конфигурации, больших габаритов и разнотолщинности изделия (борт, дно, боковые стенки); трудоемкость способа из-за необходимости охлаждения йоверхности эмалевого слоя водой, что не всегда возможно.

17Q 1466 тающей в импульсном режиме, устанавливается по оценке эффективности скалывания эмали. При значении 1и менее 400 А скалывание эмали не происходит, а идет оплавление СЭП. Верхний предел тока импульса определяется рабочим ресурсом дуговой лампы и равен 600 А.

Экспериментальные значения импульсной световой обработки подтверждены и расчетами: относительное удлинение при нагреве верхнего слоя эмали определим из формулы линейного расширения е =Al/lo =аЛТ (1) величина относительного увеличения

5 температуры из уравнения Бугера-Ламбер2 (1 — R) (, ))/2 () дуговой ксеноновой лампы, при этом вели- 10

Ф

30

)1/2 (4) так как а-Я/Ср p,, то сг=2а ° Egp(1 — R)()", (5)

С, р где Cp — теплоемкость;

p — плотность эмали.

Формула (5) позволила оценить частоту следования импульсов для создания предельных напряжений в эмали при воздействии источником с заданной g<<. Для эмали

5 TK-17 и =2-6 Гц, в зависимости оттемпературы предварительного подогрева (непрерывным излучением).

Конкретным примером осуществления данного способа является удаление СЭП со

0 стенок, дна и борта чугунной ванны.

Эмалированную чугунную ванну устанавливают на поворотной тележке так, что бы очищаемая поверхность была перпендикулярна направлению светова. о

5 луча, Световой луч фокусировали на поверхность в виде фокального пятна диаметрам

40 мм и подавали импульсы длительностью

0,5-1,5 с, с частотой следования 0,15-0,5 с .

Значение тока импульса изменялось в преЦелью изобретения является повышение производительности очистки поверхности чугунных ванн от СЭП.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа, основанного на нагреве изделия и удаления скола эмали, нагрев осуществляют локально са стороны покрытия воздействием импульсов сфокусированного светового луча, например, чина тока импульса составляет 450-500 А, длительность импульсов 0,5-1,5 с, частота следования импульсов 0,15-0,5 с .

Импульсный локальный нагрев в заданном режиме осуществляется с испол ьзов а н ием апти ко-лучевбй установки, содержащей импульсный источник питания (генератор лучистой энергии, колонну сварочного полуавтомата типа "Т-13021", изделие, поворотну а тележку.

Возможность работы ксеноновой лампы в импульсном режиме достигается с использованием ипульсного источника питания. Источник питания содержит: трехфазный трансформатор, выпрямитель, блок поджига, генератор лучистой энергии, Для работы генератора лучистой энергии на дуговой ксеноновай лампе ДКСШ-10000 в импульсном режиме управляющий вход тиристорнога блока управления соединен с задающим генератором, а выход подключен к трехфазнаму трансформатору, выход «отарого соединен с входом выпрямителя. Генератор лучистой энергии своими выходами соединен с выпрямителем и блоком поджига.

Частота и длительность импульсов, величина тока импульса задается тиристорным блоком управления с использованием задающего генератора Г5-бО. В зависимости от режима, заданного генератором, модулированная мощность через выпрямительное устройство поступает на генератор излучения. Поджиг ксенонавой лампы осуществляется с помощью высаковольтнога поджигающего устройства, Предлагаемый способ очистки СЭП реализуется с достижением высокого качественного результата при воздействии импульсами дуговой ксеноновой лампы

ДКСШ-10000-1 при следующих параметрах: ток импульса (I ) 450-500 А„длительность импульса (т,) 0,5-1,5 с, частота следования импульсов (v) 0,15-0,5 с .

Предельныезначения r<и v определяются техническими возможностями устройства управления импульсного источника питания. Нижний предел электрических параметров дуговой ксеноновой лампы, рабогде яо — плотность падающего потока;

R — коэффициент отражения;

Л вЂ” коэффициент теплопроводности; а — коэффициент температуропроводно-.: сти;

v — частота следования импульсов, Гц, удлинение верхнего слоя создает напряжения, которые из закона Гука сг=Е я (3) подставляя (1,2) в (3), получаем формулу зависимости напряжений, развиваемых в стеклаэмали при оптическом облучении

1791466 делах 400-600 А. Качество очистки поверхности от СЭП, а также отсутствие растрескивания чугунной подложки оценивали визуально, производительность скалывания — по величине скалывания эмали (S), 5 полученной за 1 мин. Результаты приведены в таблице. Как видно из таблицы, наиболее эффективно скалывание эмали достигается воздействием импульсами светового луча длительностью 0,5-1,5 с, с часто- 10 той следования импульсов 0,15-0,5 с, величина тока импульса 450-500.À, Средняя производительность способов очистки предлагаемого и протопа может быть рассчитана следующим образом: 15

Время очистки ванны

ts=t6+tc+tp где тв — время очистки бортов, мин;

t — время очистки стенок, мин; тд — время очистки днища, мин. 20

te= =-34,4 мин, 5500

t<= =156,3 мин, 12500 тд= =45,0, мин, 4500

-ив=34,4+156,3+45,0=235,7 мин

Таким образом, производительность очистки ванны по предлагаемому способу более чем в 2,5 раза выше, чем по прототипу. Кроме того, средняя потребляемая мощность источника ксеноновой дуговой лампы (в пределах 2 9-4,0 Квт легко рассчитать иэ таблицы описания) в 10-30 раз ниже потребляемой мощности генератора питания индуктора. Преимуществом изобретения является также упрощение технологического процесса, который не требует водяного

5 охлаждения покрытия, обеспечение очистки чугунных ванн от СЭП беэ повреждения подложки чугунной отливки (растрескивания) из-за ее назначительного нагрева.

Формула изобретения

Способ удаления стеклоэмалевых покрытий с металлических иэделий, преимущественно чугунных ванн, включающий нагрев изделия и удаление скола эмали, о тличающийся тем,что,сцельюповышения производительности процесса, изделие со стороны покрытия локально нагревают воздействием импульсов сфокусированного светового луча дуговой ксеноновой лампы при величине тока импульса 450-500 А, длительности импульсов 0,5-1,5 с и частоте их следования 0,15-0,5 с .

-1

t = —, V

ts- — 18,9 мин, 5500 с= 32 =39.0 мин, 12500

35 тд= „32,1 мин, 4500

Время очистки бортов, стенок, днища определяется по формуле где S — площадь эмали, см;

V — скорость очистки, см /мин.

Для предлагаемого способа ив=18,9+39,0+32,0=90 мин.

Для прототипа (по данным акта испытаний очистки с помощью индуктора) 1791466

Продолжение таблицы

Оплавление дна

Оплавление борт

Составитель В. Тин

Техред М,Моргентал

Редактор В. Ходакова

Корректор C.кисина

Заказ 135 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

8 дно

11

12

13

14

17

18

19

21

22

23

24

600

600

1,5 f,5

1,5

1,0

1,0

1,0

0,5

0,5

0,5

1,5

1,5

1,5

1,0

1,0

1,0

0,5

0,5

0,5

0,15

0,15

0,15

0,25

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,15

0,15

0,15

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5