Способ термической обработки зубьев дереворежущих пил



Способ термической обработки зубьев дереворежущих пил
Способ термической обработки зубьев дереворежущих пил
C21D1/10 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2750431:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» (RU)

Изобретение относится к способу термической обработки зубьев дереворежущей пилы. Способ включает индукционный нагрев зубьев пилы до температуры закалки, последующее охлаждение в закалочной среде, при этом нагрев зубьев пилы проводят импульсно с последующим охлаждением непосредственно в жидкой диэлектрической закалочной среде без контакта обрабатываемой поверхности зуба с внешней воздушной средой. Технический результат заключается в создании способа, обеспечивающего повышение износостойкости, долговечности и рабочего ресурса пилы. 2 ил.

 

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли промышленности и предназначено для повышения долговечности и износостойкости дереворежущих пил.

Известен способ периодического упрочнения пил, включающий закалку вершин зубьев пилы с повторной закалкой при уменьшении остаточной высоты закаленного участка при заточках (RU 2326175 C1, 21.06.2006).

Недостатками аналога является возникновение нано- и микротрещин на закаливаемой поверхности вследствие резкого перепада температур на границе «поверхность зуба – закалочная среда» при перемещении предмета обработки в закалочную среду, окисление по поверхности закаливаемого участка зуба пилы кислородом воздуха с образованием окалины в процессе нагрева, что существенно снижает износостойкость и долговечность пилы.

Известен способ термической обработки зубьев дереворежущей пилы, включающий индукционный нагрев зубьев пилы под закалку и отпуск в воздухе, охлаждение в жидкой закалочной среде (RU 2259408 C1, 06.07.2014).

Во время работы инструмента зубья пилы изнашиваются и их заострение уменьшается, что требует их периодической заточки. При каждой заточке уменьшаются геометрические размеры полотна пилы (ширина, диаметр). Уменьшение износа зубьев пилы достигается увеличением их твёрдости закалкой, что позволяет существенно увеличить интервал между переточками, уменьшить износ полотна и увеличить долговечность инструмента.

Это решение наиболее близко к заявленному и принято за прототип. Недостатками прототипа является окисление закаливаемого участка зуба пилы кислородом воздушной среды с образованием окалины на обрабатываемой поверхности в процессе нагрева в воздухе, возникновение внутренних и поверхностных напряжений, нано и микротрещин на поверхности материала из-за резкого перепада температур в граничном слое «поверхность зуба – закалочная среда» при перемещении пилы в жидкую закалочную среду, что существенно снижает рабочий ресурс инструмента.

Изобретение направлено на решение задачи повышения износостойкости, долговечности и рабочего ресурса пилы.

Это достигается тем, что термическая обработка зубьев дереворежущих пил производится импульсным индукционным нагревом до температуры закалки и отпуска, при этом нагрев и охлаждение зубьев пилы проводят последовательно непосредственно в жидкой диэлектрической закалочной среде без контакта обрабатываемой поверхности зуба с внешней воздушной средой.

На фиг.1 показан фрагмент пилы с закаленными участками зубьев: a – круглой; б - полосовой, на фиг. 2 показан на виде А локальный участок зуба пилы с газовой прослойкой, где

1 – полотно пилы; 2 – ванна; 3 – диэлектрическая закалочная жидкость; 4 – зуб пилы; 5 – локальный закаливаемый участок зуба пилы; 6 – индуцирующий провод; 7 – зона образования газовой прослойки.

Способ осуществляют следующим образом: полотно пилы 1 помещают в ванну 2 с диэлектрической закалочной жидкостью 3 на глубину h, обеспечивающую нахождение локального закаливаемого участка 5 зуба 4 в жидкой закалочной среде. При этом боковая поверхность полотна пилы расположена параллельно поверхности индуцирующего провода 6 без контакта с ним. Далее производят импульсный индукционный нагрев локального участка зуба пилы до температуры закалки. Одновременно в граничном слое «поверхность зуба – закалочная среда» жидкий диэлектрик мгновенно закипает и испаряется с образованием инертной газовой прослойки 7 с понижением температуры контактной поверхности, так как температура граничного газового слоя намного меньше температуры закалки. Далее образовавшийся газ в виде пузыря гравитационно удаляется и охлаждение закаливаемого участка происходит непосредственно в закалочной среде при соответствующей температуре жидкости без газообразования с интенсивным отводом тепла в закалочную жидкость.

Закалка может производиться одиночными зубьями или группой. После закалки группы зубьев полотно пилы перемещают и производят закалку следующей очередной группы зубьев.

В качестве закалочной среды может быть применен жидкий диэлектрик, например, Envirotemp FR3™, не содержащий нефтепродуктов, галогенов, кремнийорганических соединений или иных потенциально опасных веществ, не токсичный. При испарении жидкости основным компонентом является водород, инертный по отношению к металлу.

Предлагаемое решение позволяет проводить закалку, отпуск и охлаждение зубьев пилы непосредственно в жидкой диэлектрической среде, что предотвращает окисление поверхности, образование окалины, внутренних и поверхностных напряжений и трещин.

Предложенное техническое решение позволяет повысить износостойкость, долговечность и рабочий ресурс пилы.

Способ термической обработки зубьев дереворежущей пилы, включающий индукционный нагрев зубьев пилы до температуры закалки, последующее охлаждение в закалочной среде, отличающийся тем, что нагрев зубьев пилы проводят импульсно с последующим охлаждением непосредственно в жидкой диэлектрической закалочной среде без контакта обрабатываемой поверхности зуба с внешней воздушной средой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению ленточных пил. Ленточная пила содержит полотно, зубчатую и заднюю кромки.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ осуществляют вальцеваним полотна пилы роликами по заданным радиальным направлениям с образованием радиальных ребер, разделяющих полотно пилы на секторы, ребра формируются с опережающим индукционным локальным нагревом материала полотна в зоне перед фронтом рабочей поверхности ролика до состояния пластификации материала.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ включает вальцевание полотна пилы роликами по заданным кольцевым зонам с опережающим индукционным нагревом материала перед фронтом рабочей поверхности ролика до состояния пластификации материала в зоне нагрева, формированием ребер жесткости и обеспечением сплошности материала полотна пилы в зоне вальцевания, ширина локального кольцевого следа нагрева превышает след вальцевания в 2-2,5 раза, а высота ребра жесткости меньше величины уширения зубчатой кромки на сторону, что позволяет повысить жесткость и динамическую устойчивость пилы.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, при закалке режущего инструмента из низкоуглеродистых борсодержащих сталей. Для получения эффекта самозатачивания на режущих кромках инструмента предварительно на режущую кромку устанавливают защитный экран, инструмент с экраном помещают в индуктор, погруженный в охлаждающую среду, содержащую, в мас.%: этиленгликоль 15-19, уротропин 0,5-1,5, вода - остальное, при этом температуру среды поддерживают от 4 до 8°С, а нагрев детали осуществляют циклами 3-5 раз, в интервале температур от 1150-1270°С до 650-730°С.

Изобретение относится к устройствам для создания термопластических нормированных напряжений в пильном диске круглой пилы. Устройство содержит корпус с установленными одна над другой плитами для размещения между ними круглой пилы с нагревательными индуцирующими проводами, выполненными с возможностью нагрева пильного диска с разделением его на секторы нагрева.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Устройство для термической правки пильного диска круглой пилы содержит корпус и установленные одна над другой верхнюю и нижнюю плиты, нижняя из которых предназначена для размещения на ней диска пилы, а верхняя выполнена с нагревательными элементами и возможностью подвода ее к нижней плите из крайнего верхнего положения.

Изобретение относится к области термической обработки. Для снижения усталостных циклических напряжений и предотвращения возникновения трещин на участке междузубной впадины зубчатой кромки пилы способ обработки полотна ленточной пилы включает формирование в основании впадины каждого зуба пилы зон пластической деформации металла, при этом осуществляют нагрев локальной зоны с узлом концентрации усталостных напряжений в основании впадины каждого зуба пилы бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры предела текучести материала пилы Т с длиной зоны (0,25÷0,3)t, шириной зоны b>1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений, при этом температура нагрева локальной зоны определяется выражением, °С, где s - толщина пилы, мм, n - частота вращения приводного шкива, с-1, tц - время рабочего цикла пилы, с, α - коэффициент линейного расширения материала полотна пилы, 10-6/°С, k - число перегибов за период работы пилы, принимается равным 105-106, t - шаг зуба пилы, мм, z - число зубьев в пиле, шт., π=3,14.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ включает натяжение полотна круглой пилы, выполненное посредством одновременного нагрева локальных зон пильного диска круглой пилы по радиусам, разделяющим диск на секторы, направленным в каждую или кратную межзубную впадину зубчатой кромки пилы в зависимости от шага зубьев, бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры T с последующим охлаждением зоны диска пилы по тепловому следу до температуры ниже 350°С, соответствующей образованию термопластических напряжений между секторами пильного полотна.

Изобретение относится к области термической обработки, в частности к дисковой пиле, используемой в деревообрабатывающей промышленности. Для создания термодинамических напряжений в полотне пилы в оптимальных зонах диска пилы, повышения динамической устойчивости пил при эксплуатации и качества подготовки к работе способ включает натяжение полотна круглой пилы, выполненное посредством разгона и бесконтактно индукционного нагрева по одной или нескольким локальным зонам пильного полотна, при этом нагрев ведут по заданным кольцевым следам в зоне 0,5-0,8 радиуса пилы, с шириной теплового следа, уменьшающейся по мере приближения к периферии диска, до температуры 400–600°С, при которой предел текучести материала пилы становится ниже механических радиальных напряжений, действующих при вращении в нагреваемых кольцевых зонах пильного полотна.

Изобретение относится к устройствам для тепловой правки круглой пилы. Устройство содержит встроенный в нерабочую зону узла резания круглой пилы нагревательный элемент, соединенный с источником питания, датчик температуры пильного диска для измерения температуры в зоне, прилегающей к зубчатой кромке пилы, и датчик положения зубчатой кромки пилы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке отливок из высокопрочных износостойких сталей, используемых для изготовления зубьев ковшей и колес экскаваторов, работающих в ударно-абразивной среде в разных климатических зонах. Отливка выполнена из стали, содержащей, мас.%: углерод 0,38-0,45, кремний 0,20-0,45, марганец 0,80-1,20, хром 2,20-3,00, никель 2,15-3,50, молибден 0,25-0,50, ванадий 0,08-0,10, медь ≤0,30, кальций 0,005-0,01, церий 0,005-0,01, алюминий 0,008-0,05, ниобий 0,008-0,10, цирконий 0,008-0,10, титан 0,03-0,08, барий 0,005-0,01, бор 0,001-0,003, азот 0,008-0,025, железо – остальное, причем отношение суммарного содержания ванадия, ниобия, титана и циркония к содержанию углерода составляет 0,52-0,84, а содержание алюминия к содержанию азота составляет 1-2.
Наверх