Установка для закалки стальных деталей

Авторы патента:

C21D1/64 - 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 2755357:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к установке для закалки стальных деталей водой. Установка содержит ванну для воды и подъемник с подъемной лебедкой для погружения в ванну, насос для обратной воды, соединенный с системой очистки, коллектор. Установка снабжена решетчатым поддоном для установки закаливаемых деталей, корпус ванны выполнен с пирамидальным днищем, снабжен патрубком входа охлажденной и циркуляционной воды, патрубками выхода циркуляционной и обратной воды, подъемная лебедка соединена подъемными тросами с решетчатым поддоном, при этом коллектор выполнен с возможностью горизонтального расположения в рабочем положении над закаливаемыми деталями и вертикального положения в перерывах между закалкой и снабжен ветвями, скрепленными друг с другом соединительной планкой, соединенной подвижно тросом с поворотной лебедкой и размещенной на опоре у верхней кромки ванны. Ветви коллектора снабжены снизу вертикальными патрубками, выходные отверстия которых выполнены с возможностью направления в центр закаливаемых деталей, причем ветви коллектора соединены через сальниковые уплотнения с поворотной втулкой тройника для возможности их поворота вокруг него. Тройник соединен через входной патрубок и напорный клапан с напорным патрубком питательно-циркуляционного насоса, соединенного через всасывающий клапан с трубопроводом для охлажденной воды, а патрубок выхода циркуляционной воды и входа охлажденной воды соединен через оборотный всасывающий клапан с всасывающим патрубком питательно-циркуляционного насоса и через оборотный напорный клапан с напорным патрубком питательно-циркуляционного насоса, а патрубок выхода обратной воды соединен через клапан обратной воды с насосом для обратной воды. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности установки. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для термической обработки стали с целью повышения ее механических свойств (твердости, прочности, вязкости и др.) и может быть применено для закалки стальных деталей водой.

Известно устройство для закалки стальных деталей, содержащее закалочный бак в виде U-образной трубы, первая половина которого расположена под углом и имеет транспортер, а вторая половина расположена вертикально, отличающееся тем, что первая половина бака расположена под углом 10-30, а вторая половина бака выполнена с возможностью регулирования угла наклона и снабжена транспортером [Патент №2222609, МПК C21D1/56, C21D1/25, C21D1/63, 2004].

Основным недостатком известного устройства является его U–образная конфигурация, геометрические параметры которой затрудняют размещение и закалку в ней, имеющих вертикальную продолговатую форму деталей, что снижает ее эффективность.

Более близким к предлагаемому устройству является закалочный бак, содержащий ванну с закалочной жидкостью и размещенное в ней транспортное средство (подъемник), выполненное в виде наклонного барабана со смонтированным на нем приводным элементом (лебедки), связанным с приводом его вращения, обечайку с разгрузочным окном в нижней части и рабочим органом в виде спирали или скатов, обечайку с отводящей трубой и установленным в ней вытяжным насосом (обратной воды) с приводом его вращения, сборник отходов (система очистки), расположенный за вытяжным насосом, при этом коллектор-обечайка охватывает барабан, а стенки на участке под коллектором-обечайкой перфорированы. Полезный объем увеличен за счет переноса сборника и привода вытяжного насоса на уровень основных технологических агрегатов и выше уровня закалочной жидкости, при этом сборник отходов выполнен в виде магнитного сепаратора, обеспечивающего кроме очистки закалочной жидкости от твердых отходов и частичное ее охлаждение, а для создания дополнительного потока закалочной жидкости с подачей ее из удаленных частей ванны непосредственно в зону выгрузки изделий из печи установлен второй насос. Разгрузочный барабан может быть выполнен составным, а приводной элемент барабана размещен в месте стыка его частей [Патент №2222609, МПК C21D1/63, 1994].

Основными недостатками известного закалочного бака являются размещение значительного количества рабочих элементов в самой ванне, что затрудняет процесс эксплуатации и возможность появления застойных зон в центре ванны, обусловленное окружной периферийной подачей закалочной жидкости, ведущее к снижению качества закалки деталей, находящихся в центральной зоне ванны, что, в конечном счете, снижает надежность и эффективность установки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности установки для закалки стальных деталей.

Технический результат достигается установкой для закалки стальных деталей, содержащей корпус ванны с пирамидальным днищем, снабженный патрубком входа охлажденной и циркуляционной воды, патрубками выхода циркуляционной и обратной воды, в центре которого помещена вертикальная клетка подъемника, снабженного сверху подъемной лебедкой, соединенной подъемными тросами с решетчатым поддоном, на котором установлены обрабатываемые детали, представляющие собой вертикальные стаканы с отверстиями возле днища, причем над деталями расположен горизонтально в рабочем положении вертикально и вертикально в перерыве между процессами закалки распределительный коллектор с ветвями, скрепленными друг с другом соединительной планкой, соединенной подвижно тросом с поворотной лебедкой, размещенной на опоре, при этом ветви коллектора снабжены снизу вертикальными патрубками, выходные отверстия которых направлены в центр деталей, сами ветви коллектора соединены через сальниковые уплотнения с поворотной втулкой тройника, с возможностью поворота вокруг него, причем тройник соединен, в свою очередь, через входной патрубок и напорный клапан с напорным патрубком питательно–циркуляционного насоса, соединенного через всасывающий клапан с трубопроводом охлажденной воды, патрубок выхода циркуляционной воды и входа охлажденной воды соединен через оборотный всасывающий клапан с всасывающим патрубком питательно–циркуляционного насоса и через оборотный напорный клапан с напорным патрубком этого насоса, а патрубок выхода обратной воды соединен через клапан обратной воды и насос обратной воды с установкой очистки.

На фиг. 1–4 представлена установка для закалки стальных деталей водой (фиг. 1–3 – общий вид и разрез, фиг. 4 – узел установки детали на поддон).

Установка для закалки стальных деталей содержит корпус ванны 1 с пирамидальным днищем 2, снабженный патрубком входа охлажденной и циркуляционной воды 3, патрубками выхода циркуляционной и обратной воды 4 и 5, в центре которого помещена вертикальная клетка подъемника 6, снабженного сверху подъемной лебедкой 7, соединенной подъемными тросами (на фиг. 1–4 не показаны) с решетчатым поддоном 8, на котором установлены обрабатываемые детали 9, представляющие собой вертикальные стаканы с отверстиями 10 возле днища, причем над деталями 9 расположен горизонтально (в рабочем положении) распределительный коллектор 11 с ветвями 12, скрепленными друг с другом соединительной планкой 13 (11нрп–коллектор 11 в нерабочем положении), соединенной подвижно тросом 14 с поворотной лебедкой 15, размещенной на опоре 16, при этом ветви 12 коллектора 11 снабжены снизу вертикальными патрубками 17, выходные отверстия которых направлены в центр деталей 9, сами ветви 12 коллектора 11 соединены через сальниковые уплотнения (на фиг. 1–4 не показаны) с поворотной втулкой 18 тройника 19, с возможностью поворота вокруг него, причем тройник 19 соединен, в свою очередь, через входной патрубок 3 и напорный клапан 20 с напорным патрубком питательно–циркуляционного насоса 21, соединенного через всасывающий клапан 23 с трубопроводом охлажденной воды, патрубок выхода циркуляционной воды и входа охлажденной воды 4 соединен через оборотный всасывающий клапан 22 с всасывающим патрубком питательно–циркуляционного насоса 21 и через оборотный напорный клапан 24 с напорным патрубком этого же насоса 21, а патрубок выхода обратной воды 5 соединен через клапан обратной воды 25 и насос обратной воды 26 с установкой очистки (на фиг. 1–4 не показана).

Закалка стальных деталей водой в предлагаемой установке происходит следующим образом. Предварительно корпус ванны 1 заполняется охлажденной водой насосом 21 при открытых клапанах 23, 24, закрытых клапанах 20, 22 и 25 через патрубок 4 при вертикальном (нерабочем) положении распределительного коллектора 11, затем выключается питательно–циркуляционный насос 21 и закрываются клапаны 23 и 24 и в полость корпуса 1, заполненную охлажденной водой, подъемной лебедкой 7 погружают поддон 8 с раскаленными до требуемой температуры в нагревательной печи (на фиг. 1–4 не показана) деталями 9. Далее распределительный коллектор 11 путем включения поворотной лебедки 15 устанавливается в горизонтальное положение и включается питательно–циркуляционный насос 21 при открытых клапанах 20 и 22 и закрытых клапанах 23, 24 и 25, в результате чего из вертикальных патрубков 17 коллектора 11 начинают подаваться струи воды, забираемой насосом 21 из ванны 1 через патрубок 4 под некоторым давлением в полости деталей 9 и в объеме ванны 1 устанавливается циркуляция воды, направление которой указано на фиг 1 стрелками. Кратность циркуляции и, соответственно, режим движения воды и ее средняя температура в ванне 1 регулируются клапаном 20. Созданная циркуляция позволяет осуществить равномерное охлаждение деталей 9 до требуемой температуры в течение заданного времени и обеспечивает их качественную закалку.

После окончания процесса закалки выключают питательно–циркуляционный насос 21, закрываются клапаны 20, 22, открывается клапан 25, включается насос обратной воды 26 и производится слив загрязненной горячей воды из ванны 1 в установку очистки (на фиг. 1–4 не показана). При этом пирамидальная конструкция днища 2 обеспечивает за счет уклона минимальное загрязнение частицами окалины, образующейся при закалке стальных деталей 9, которые удаляются вместе с загрязненной водой в установку очистки, после чего вышеописанный процесс повторяется снова.

Таким образом, предлагаемая установка для закалки стальных деталей за счет выноса основного оборудования за пределы ванны, центрального расположения патрубков подачи циркуляционной воды, пирамидальной конструкции днища ванны, наличия регулирующих клапанов на соединительных трубопроводах обеспечивает надежную циркуляцию охлаждающей воды, полное удаление частиц окалины из полости ванны, возможность полной автоматизации процесса закалки, что повышает ее надежность и эффективность.

Установка для закалки стальных деталей водой, содержащая ванну для воды, подъемник с подъемной лебедкой для погружения в ванну, насос для обратной воды, соединенный с системой очистки, коллектор, отличающаяся тем, что установка снабжена решетчатым поддоном для установки закаливаемых деталей, корпус ванны выполнен с пирамидальным днищем, снабжен патрубком входа охлажденной и циркуляционной воды, патрубками выхода циркуляционной и обратной воды, подъемная лебедка соединена подъемными тросами с решетчатым поддоном, при этом коллектор выполнен с возможностью горизонтального расположения в рабочем положении над закаливаемыми деталями и вертикального положения в перерывах между закалкой и снабжен ветвями, скрепленными друг с другом соединительной планкой, соединенной подвижно тросом с поворотной лебедкой и размещенной на опоре у верхней кромки ванны, при этом ветви коллектора снабжены снизу вертикальными патрубками, выходные отверстия которых выполнены с возможностью направления в центр закаливаемых деталей, причем ветви коллектора соединены через сальниковые уплотнения с поворотной втулкой тройника для возможности их поворота вокруг него, при этом тройник соединен через входной патрубок и напорный клапан с напорным патрубком питательно-циркуляционного насоса, соединенного через всасывающий клапан с трубопроводом для охлажденной воды, а патрубок выхода циркуляционной воды и входа охлажденной воды соединен через оборотный всасывающий клапан с всасывающим патрубком питательно-циркуляционного насоса и через оборотный напорный клапан с напорным патрубком питательно-циркуляционного насоса, а патрубок выхода обратной воды соединен через клапан обратной воды с насосом для обратной воды.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства высокопрочного холоднокатаного непрерывно отожженного листового проката из IF-сталей, который может быть использован в автомобильной промышленности. Способ производства высокопрочного холоднокатаного и отожженного проката, включающий выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, горячую прокатку слитка, холодную прокатку полученного проката и рекристаллизационный отжиг.

Способ упрочнения корпуса автосцепки и корпус автосцепки, упрочненный этим способом // 2755188

Группа изобретений относится к вагоностроительной промышленности, в частности к термической обработке корпуса автосцепки. Способ упрочнения корпуса автосцепки включает его закалку посредством индукционного нагрева с последующим охлаждением водой, причем закалке подвергают частично хвостовую часть корпуса автосцепки, включающую в себя внешнюю верхнюю поверхность, взаимодействующую с тяговым хомутом, торцевую цилиндрическую поверхность и внутреннюю поверхность отверстия под клин тягового хомута, при этом закалка проводится непрерывно-последовательным методом посредством индуктора-спрейера, двигающегося со скоростью от 1,5 до 5 мм/с, причем на этапе закалки поддерживают постоянными силу тока от 2,5 до 3,5 кА, мощность тока от 35 до 60 кВт, частоту тока от 5 до 20 кГц и зазор от 1 до 5 мм между каждой упомянутой выше поверхностью и индуктором-спрейером, этап охлаждения осуществляют водой температурой от 15 до 30°С через отверстия в индукторе-спрейере при расходе воды от 15 до 50 л/мин, а после этапа закалки проводят этап низкотемпературного отпуска корпуса автосцепки при температуре от 200 до 300°С в течение 3-5 часов.

Способ производства холоднокатаного непрерывно отожженного листового проката из if-стали // 2755132

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам производства холоднокатаного проката из сверхнизкоуглеродистых IF-сталей, который может быть использован в автомобильной промышленности. Способ производства холоднокатаной полосы из IF-стали включает выплавку стали, разливку, горячую прокатку с получением полос, травление, смотку полос в рулоны, холодную прокатку полос, рекристаллизационный отжиг в агрегате непрерывного отжига и дрессировку.

Способ горячей штамповки // 2754765

Изобретение относится к области металлургии и касается способа горячей штамповки. Способ включает стадии: предоставление листа углеродистой стали, покрытого барьерным предварительным покрытием, содержащим никель и хром, где массовое отношение Ni/Cr находится между 1,5 и 9, разрезание покрытого листа углеродистой стали для получения заготовки, термическую обработку заготовки в атмосфере, имеющей окислительный потенциал, равный или выше, чем потенциал атмосферы, содержащей 1% кислорода по объему, и равный или меньше, чем потенциал атмосферы, содержащей 50% кислорода по объему, причем указанная атмосфера имеет точку росы между -30 и +30°C, перемещение заготовки в прессовый штамп, горячую штамповку заготовки, чтобы получить деталь, охлаждение детали, полученной на стадии E), с целью получения микроструктуры в стали, которая является мартенситной, или мартенситно-бейнитной, или составленной по меньшей мере из 75 масс.% равноосного феррита, от 5 до 20 масс.% мартенсита и бейнита в количестве меньше, чем или равным 10 масс.%.

Способ термической обработки высокодемпфирующей стали // 2754623

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки высокодемпфирующих сталей и сплавов высокого демпфирования на основе системы железо - алюминий с содержанием алюминия от 3,0 до 7,7 мас.% и может быть использовано для улучшения вибро- и шумопоглощающих свойств высокодемпфирующих сталей и сплавов, применяющихся в качестве конструкционных материалов.

Отливка из высокопрочной износостойкой стали и способы термической обработки отливки из высокопрочной износостойкой стали // 2753397

Изобретений относится к области металлургии, а именно к отливке из высокопрочной износостойкой стали, используемой для изготовления основных рабочих органов и конструктивных элементов горно-транспортного и горно-шахтного оборудования. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,25-0,35, кремний 0,20-0,45, марганец 0,80-1,20, хром 1,00-1,50, молибден 0,20-0,40, никель 1,0-1,50, медь не более 0,30, ниобий 0,008-0,10, ванадий 0,08-0,10, кальций 0,005-0,01, барий 0,005-0,01, церий 0,005-0,01, цирконий 0,008-0,1, алюминий 0,008-0,05, сера не более 0,015, фосфор не более 0,015, азот не более 0,025, наночастицы карбонитрида циркония и наночастицы карбонитрида ниобия 0,04-0,25, остальное – железо и примеси.

Лазерный аппарат для термической обработки нераспыляемых геттеров // 2751404

Изобретение относится к лазерному аппарату для термической обработки встроенного в технологическую оснастку нераспыляемого геттера и может быть использовано при производстве электровакуумных и газоразрядных приборов. Лазерный аппарат содержит непрерывный полупроводниковый лазер с блоком регулировки мощности и таймером, оптический кабель, внутри которого находится первое оптоволокно, обеспечивающее подачу выходного излучения ближнего инфракрасного диапазона от полупроводникового лазера через цангу для установки в технологическую оснастку, направляющую излучение на обрабатываемый геттер.

Способ упрочнения стали с применением комбинированной технологии // 2750602

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при изготовлении средств бронезащиты, в частности в броневых конструкциях, состоящих из нескольких слоев и предназначенных для защиты от пуль стрелкового оружия. Способ упрочнения стального листа брони включает предварительное деформационное воздействие ударными волнами посредством статико-импульсной обработки дважды в разных направлениях, проведение двухсторонней цементации в твердом карбюризаторе при температуре 930°С в течение 7 ч, осуществление двухступенчатой закалки.

Способ термической обработки зубьев дереворежущих пил // 2750431

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.

Способ термической обработки отливки из высокопрочной износостойкой стали (варианты) // 2750299

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.