Способ химико-термической обработки

 

Изобретение относится к способам химико-термической обработки заготовок, деталей и инструмента и может быть использовано в машиностроении. Предложенный способ включает помещение в печь твердого измельченного вещества, нагрев печи, введение флюидизирующего газа, размещение обрабатываемых деталей в печи с флюидизированным слоем, причем в качестве материала флюидизированного слоя используют составной компонент, состоящий из катализатора и нейтрального материала, при этом катализатор и нейтральный материал составляют в объемном соотношении соответственно 1:3...1:7. В частных случаях выполнения изобретения в качестве нейтрального материала используют электрокорунд с диаметром частиц 0,4-1,0 мм. Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода дорогостоящего катализатора, что уменьшает себестоимость обработки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам химико-термической обработки заготовок, деталей и инструмента и может быть использовано в машиностроении.

Известен способ, реализованный в конструкции опытной установки печи, включающий помещение в печь твердого измельченного вещества, нагрев печи, введение флюидизирующего газа, размещение обрабатываемых деталей в печи с флюидизированным слоем, причем в качестве флюидизированного слоя используют составной компонент, состоящий из катализатора и нейтрального материала с принудительным разрыхлением катализатора и нейтральных частиц флюидизирующего газа с помощью решетки/кассеты и специальных огнеупорных грузов (см. журнал “Металловедение и термическая обработка металлов”, М., №11, 1969 г., с.63, 64).

Известен способ химико-термической обработки, включающий помещение в печь твердого измельченного вещества, нагрев печи, введение флюидизирующего газа, размещение обрабатываемых деталей в печи с флюидизированным слоем, причем в качестве материала флюидизированного слоя используют катализатор - мелкосферический оксид алюминия, пропитанный оксидами никеля и магния, причем используют порошкообразный оксид алюминия с диаметром частиц 0,4-0,1 мм (см. описание изобретения к патенту РФ №2132403, МПК⁶ С 23 С 8/00, 1999 г.). Этот способ уменьшает себестоимость термообработки за счет снижения расхода электроэнергии и потребления газов на единицу продукции, однако высокая стоимость катализатора снижает положительный экономический эффект.

Задачей и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является уменьшение расхода дорогостоящего катализатора, что уменьшает себестоимость обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе, включающем помещение в печь твердого измельченного вещества, нагрев печи, введение флюидизирующего газа, размещение обрабатываемых деталей в печи с флюидизированным слоем, используют в качестве материала флюидизированного слоя составной компонент, состоящий из катализатора и нейтрального материала, катализатор и нейтральный материал составляют в объемном соотношении соответственно 1:3... 1:7.

Кроме того, в качестве нейтрального материала используют электрокорунд с диаметром частиц 0,4... 1,0 мм.

В предлагаемом техническом решении экспериментально доказано, что при объемном соотношении катализатора и нейтрального материала соответственно 1:3... 1:7 происходит плавное перераспределение частиц катализатора и нейтрального материала (нижняя часть - прирешеточная зона - катализатор, верхняя часть - рабочее пространство - нейтральное вещество). Это плавное перераспределение сохраняет в себе положительные характеристики прототипа, т.е. не требует увеличения высоты прирешеточной зоны и рабочего пространства при высокоэффективном разложении газов на катализаторе (происходит органичное внедрение прирешеточной и рабочей зон друг в друга).

Заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена в ходе патентно-информационного поиска, следовательно, заявленное решение удовлетворяет критерию “новизна”. Признаки, отличающие заявляемый объект от известных, также неизвестны из области техники и, следовательно, заявляемый объект удовлетворяет критерию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 изображена схема реализации способа по патенту РФ №2132403 в печи с флюидизированным слоем. Нижняя зона 1 служит для разложения газов. Обрабатываемые детали располагают в зоне 1¹.

На фиг.2 изображена схема реализации способа в конструкции опытной установки печи, описанной в журнале “Металловедение и термическая обработка металлов” М., №11, 1969 г. с.63, 64.

Печь содержит зону разложения газов 1, зону помещения деталей 2, зону получения обволакивающего потока 3 и решетку 4.

На фиг.3 изображена схема печи, реализующая заявленный способ.

Печь содержит зону 1 разложения газов, зону помещения деталей 2 и прирешеточную зону 5.

Заявленный способ реализуется в конструкции печи при химико-термической обработке. Использование катализатора и нейтрального материала в качестве основного в образовании флюидизирующего слоя в соотношении 1:3... 1:7 позволяет обеспечить все TACT - факторы, а именно:

- фактор времени - улучшается из-за большей, в два раза теплоемкости носителя;

- фактор доступности - не ухудшается;

- фактор воспроизводимости - не ухудшается;

- фактор стоимости значительно улучшается и в суммарном выражении выглядит следующим образом.

Объем материала флюидизирующего слоя в печи ХТО с размерами рабочего пространства: диаметр - 600 мм и высотой 1000 мм составляет 3,0× 3,0× 3,14× 10,0=280 дм.

Стоимость материала флюидизирующего слоя в прототипе (февраль 2002 г.) составляет 280 дм²× 300 руб/дм³ 84000 руб. (Цена катализатора -300 руб/дм³).

Стоимость материала флюидизирующего слоя в предлагаемом техническом решении для соотношения 1:5

катализатор - 47 дм³× 300 руб/дм³=14000 руб.

электрокорунд - 233 дм³× 25/дм=5800 руб.

∑ ≈ 20000 руб.

Заявленный способ может быть реализован с помощью известных технологических приемов и материалов и, следовательно, соответствует критерию “промышленная применимость”.

Формула изобретения

1. Способ химико-термической обработки, включающий помещение в печь твердого измельченного вещества, нагрев печи, введение флюидизирующего газа, размещение обрабатываемых деталей в печи с флюидизированным слоем, отличающийся тем, что в качестве материала флюидизированного слоя используют составной компонент, состоящий из катализатора и нейтрального материала, при этом катализатор и нейтральный материал составляют в объемном соотношении соответственно 1:3...1:7.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нейтрального материала используют электрокорунд с диаметром частиц 0,4-1,0 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3