Способ термической обработки изделий

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано при термообработке труб идругого проката, в частности, иэлегкоокисляющихся металлов и сплавовна их основе, 5Известен способ термической обработки иэделий, включающий нагрев ихлаждение в защитном газе 1,Однако способ не обеспечиваетнеобходимое качество изделий из легкоакисляющихся металлов и сплавов.Эта обусловлено тем, что в процессетермообработки происходит окислениеповерхности изделий кислородсодержащими примесями, находящимися в защитном газе,В этом случае при непрерывнойпродувке камер печи защитным газомконцентрация кислородсодержащих примесей над поверхностью термообрабатываемого изделия, зависящая от степени очистки газа и его давления вкамере как в процессе нагрева, таки в процессе охлаждения иэделийостается практически постоянной ив ряде случаев является недопустимойс точки зрения возможного окисленияизделий и неблагоприятного гаэонасыщения их. В то же время операциипо глубокой очистке и осушке газаявляются трудоемкими и дорогостоя-.щими.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ термической обработки изделийиз легкоокисляющихся металлов и спла- З 5вов, включающий нагрев их в вакуумес последующим охлаждением в защитном газе2.Способ улучшает качество поверхности вследствие нагрева иэделий 40в вакууме, Однако он также не обеспечивает требуемое качество изделийи приводит к недопустимому окислениюи газонасыщению поверхности иэделийизлегкоокисляющихся металлов и спла-, 45вов. Это объясйяется тем, что впроцессе охлаждения давление защитного газа остается постоянным, близким к атмосферному, обуславливаяпостоянство концентраций кислородсодержащих и других активных примесей защитного газа, которые, взаимодействуя с поверхностью охлаждаеьыхиэделий, окисляют ее и насыщают поверхностный слой, особенно при начальных высоких .температурах иэделияболее 1000 ОС),Если же охлаждение изделий бауществлять при постоянном низком давлении защитного газа, при котором60 концентрация примесей безопасна с точки зрения окисления поверхности и насыщения поверхностного слоя, то резко снижается скорость охлажде-. ния, особенно при, пониженных темпе ратурах изделия, когда доля теплоо дачи излучением практически ничтожна,Цель изобретения - повышение качества иэделий путем исключения окисления и гаэонасыщения их поверхности.Поставленная цель достигается согласно способу термической обработки изделий иэ легкоокисляющихся металлов и сплавов, включающему нагрев их в вакууме с последующим охлаждением в защитном газе, в процессе охлаждения давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного.В предлагаемом способе давление защитного газа над поверхностью охлаждаемых изделий увеличивают с понижением их температуры в диапазоне 1000-100 С постепенно, чтобы, с одной стороны, ограничить концентрацию кислородсодержащих и других активных примесей газа в допустимых пределах, исключающих окисление и недопусгимое газонасыщение иэделий., с другой стороны, чтобы при сохранении безокислительных условий охлаждения обеспечитьмаксимально возможные скорости теплоотдачи от иэделий к газу вследствие усиления конвекции и теплопроводности при пониженных температурах. С понижением температуры скорости неблагоприятных реакций взаимодействия материала иэделий с примесями газа снижаются, и поэтому безокислительное охлаждение изделий с исключением их недопустимого газонасыщения может быть обеспечено при более высоких давлениях защитного газа.По мере охлаждения иэделий до 100 ф С безопасной с точки зрения окисления и газонасыщения их поверхности давление защитного газа следует повышать постепенно до атмосферного, увеличивая скорость охлаждения, исключая газонасыщение металла и окисление его поверхности.На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство включает стол 1 для загрузки изделий, шлюзовую камеру 2 для загрузки обрабатываемых изделий, камеры 3 нагрева, камеры 4 охлаждения, шлюз 5 для разгрузки обрабатываемых изделий, вакуумные насосы б, кран-натекатель 7 для дозированной подачи защитного газа, устройство 8 для осушки и очистки газа, баллоны 9 с защитным газом, стол 10 для разгрузки иэделий, технологические затворы 11 - 15. Способ реализуют следующим образом.Иэделия, предназначенные для термической обработки, размещают на1014932 Составитель В, СмирновРедактор С, Юско Техред М.Гергель Корректор В. Гирняк Заказ 3137/23 Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 столе 1 загрузки, В шлюзовой камерподдерживают атмосферное давление,При загрузке открывают технологический затвор 11 и садку изделийна роликах или при помощи какоголибо другого механизма перемещаютв шлюзовую камеру, загрузки. В зтовремя в камерах нагрева и охлаждения давление 1,33 10 з Па, Закрывают технологическйй затвор 11 ипроизводят откачку шлюзовой камерыдо необходимого вакуума. Затемоткрывают технологический затвор12 и осадку изделий перемещают вкамеру нагрева, где производят нагрев иэделий до заданной температуры,после чего открывают затвор 13 иизделия перемещают в камеру охлаждения. В процессе охлаждения изделийоткрывают кран-натекатель, через который осуществляют дозированнуюподачу защитного газа, поступающегочерез устройство для осушки и очистки иэ баллона с защитным газом,Защитный гаэ. подают в таких дозах,чтобы давление в камере изменялосьв соответствии со снижением температуры,Дозированную подачу защитного газа в зависимости от температуры охлаждаемых изделий можно осуществлятьс помощью автоматического программно-го устройстване показано) .Но мере снижения температуры изделий.до уровней, при которых безопасными становятся концентрации примесей подаваемого газа, подачу защитного газа увеличивают до атмосферногодавления. После охлаждения изделий в камереохлаждения до 100 С открывают технологический затвор 14 и садку изделийперемещают в шлюз для разгрузки. Вовремя перемещения садки кран-натека тель перекрывают. Для выгрузки. термообработанных иэделий на воздухтехнологический затвор 14 закрывают,в шлюз для разгрузки напускают воздух и через технслогический затвор 10 15 садку изделий выдают на стол дляразгрузки.В процессе охлаждения изделий вакуумный насос камеры охлаждения перекрыт.либо работает при давлениив камере, баэопасном с точки .зрениянатекания воздуха в камеру черезнеплотности.В момент перемещения садки из камеры охлаждения в шлюз для раэгруэки изделий, а также во время закрытия затвора 14, камеры охлажденияоткачивается до рабочего вакуума.Благодаря этому последующее открытие затвора 13 для перемещения 25очередной садки из камеры нагрева вкамеру охлаждения уже безопасно сточки зрения попадания части защитного газа в объем камеры нагрева.Описанный рабочий цикл повторяетсяпериодически.30 Предлагаемый способ по сравнениюс известным позволит исключить окисление поверхности .изделия (послетермообработки поверхность иэделиясветлая, блестящая, без следов 35 окисления) и предотвратить газонасыщение, чтб в свою очередь повыситкачество термообработки иэделий,