Способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке

.,3 ПАТЕНТУ к металлургии, еской обработгазовой нитрояется разработнтов с большим ота для повышесса насыщения;использования (карбамид, желдение дополнилюбой стадии тки,(3 ьВ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Ивановский государственный университет им, Первого в России Иваново-Вознесенского общегородского Совета рабочихдепутатов(73) Ивановский государственный университет(56) Авторское свидетельство СССРМ 1504284, кл. С 23 С 8/30, 1989.Авторское свидетельство СССРМ 1481264, кл, С 23 С 8/32, 1989,Авторское свидетельство СССРМ 1482976, кл. С 23 С 8/22, 1989,Изобретение относится в частности, к химико-терми ке, а именно - к процессам цементации.Целью изобретения явл ка способа подачи ингредие содержанием углерода и аз ния эффективности проце упрощения способа путем твердофазных компонентов тая кровяная соль и т.д.); вве тельных элементов на химико-термической обрабо Поставленная цель достигается тем, что ределенные количества (порции) ингреентов вводят в реторту печи в течение оцесса насыщения периодически в капсу(54) СПОСОБ ПОДАЧИ ИНГРЕДИЕНТОВ ПРИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ(57) Сущность изобретения: способ включает подачу ингредиентов в реторту печи в процессе химико-термической обработки путем капсулирования последних и введения их в рабочий объем печи в капсулах. На конкретных примерах показаны механизмы вскрытия оболочек капсул под действием рабочих температур процесса упрочнения, Приведены возможные материалы оболочек капсул, Показаны преимущества данного способа по сравнению с существующими, 1 табл,лах, т.е. окруженные оболочкой, изготовленной из другого материала, размер капсул может варьироваться в широких пределах и зависит от конкретных условий проведения процесса химико-термической обработки и конструктивных особенностей установки для реализации этого процесса, Попадая в реторту печи, капсула под термическим воздействием вскрывается и, находящееся в ней вещество, попадает в рабочий обьем реторты, где происходит его диссоциация. В зависимости от температуры плавления вещества, из которого изготовлена капсула, вскрытие последней в реторте печи может осуществляться:- вследствие расплавления оболочки капсулы, если температура ее плавления меньше рабочей температуры процесса;- вследствие механического разрушения капсулы в результате резкого увеличения внутреннего давления в ней, причиной которого является начавшаяся диссоциация ингоедиента, если температура плавления материала капсулы больше температуры в реторте печи;- вследствие совместного действия вышеуказанныхых механизмов.Материал оболочки капсулы выбирается таким, чтобы при его нагревании выделяющиеся из этого материала составляющие (если это происходит) не привносили в насыщэющую атмосферу реторты печи элементов, ухудшающих диффузионные процессы и качество упрочненного слоя, 8 соответствии с этим, в качестве материалов оболочек капсул при проведении процессов нитроцементация использовались полиакрилонитрил, прессованный графит и сплав цинк-алюминий-медь, что наглядно демонстрирует процессы вскрытия капсул по описанным механизмам,Имея высокую температуру диссоциэции, много большую температуры процесса нитроцементации, графитовая оболочка вскрывается в результате его разрыва при увеличении внутреннего давления в ней. Кроме того, графит оболочки капсулы при температурах выше 400 С окисляется пригутствующим в насыщающей атмосфере кислородом с образованием двуокиси углерода СО 2 причем окисление ускоряется в присутствии железа, ванадия и других металлов. Наличие в реторте печи атомарного азота при его взаимодействии с графитом также приводит к образованию соединений типа С 2 М 2, При высокотемпературных процессах нитроцементации, когда рабочая температура выше 800 С, наличие в атмосфере азота и водорода при их взаимодействии с графитовой оболочкой способствует образованию синильной кислоты НС. Таким образом, графитовая оболочка капсулы играет роль не только "контейнера" для введения ингредиентов в реторту печи, но и выступает как дополнительный источник углерода,Полиакрилонитрил имеет температуру размягчения порядка 230 С. В результате этого вскрытие оболочки капсулы происходит зэ счет ее размягчения и разрыва силами увеличивающегося внутреннего давления в рабочем объеме реторты печи, Особенностью данного материала оболочки капсулы является то, что при температурах близких к температурам его размягчения он выделяет углерод, азот и водород, т,е, так же способствует повышению активности насыщающей атмосферы, 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 В качестве оболочек капсул можно использовать также легкоплавкие металлы и их сплавы, такие, например, как свинец (327 С), олово (232 С), сплавы цинк-алюминий-медь (порядка 400 С) и другие. Попадая в реторту печи с температурой выше 400 С оболочка капсулы, изготовленная из легкоплавкого металла, расплавляется, в результате чего соединение, заключенное в ней и содержащее необходимые элементы для проведения процесса упрочнения, попадает в рабочее пространство печи,Примеры предлагаемого способа подачи ингредиентов.Обрабатываемое изделие помещают в реторту, изготовленную из нержавеющей стали, предварительно нагретую до требуемой температуры процесса, и герметически закрывают, Производят продувку реторты инертным газом (в данном случае аргоном). Затем начинают подавать с требуемой периодичностью капсулы с ингредиентами, Выдерживают упрочняемое изделие в насыщающей атмосфере требуемое время и прекращают подачу капсул. Повторно продувают реторту инертным газом и извлекают из печи обработанное изделие.Параметры процессов; объем реторты 0,0037 м, температура процесса 510- 530 С, время процесса 60 мин карбамид подавался в реторту в капсулах из расчета 100 грамм карбамида в час,Величина и микротвердость упрочненного слоя регистрировались на образцах быстрорежущей стали Р 6 М 5. Размер образцов 10 х 10 х 4 мм.Результаты исследований приведены в таблице,Значения глубины слоя и егомикротвердости при использовании в качестве материала капсул графита и полиакрилонитрила близки к приведенным в таблице,Предлагаемый способ подачи ингредиентов при химико-термической обработке позволяет активизировать процесс насыщения в результате возможности применения в качестве ингредиентов процесса насыщения веществ, имеющих в своем составе большое количество азота и углерода, что позволяет использовать их вместо применяемых в настоящее время газовых и жидкостных компонентов. Использование капсул позволило значительно упростить установку для химико-термической обработки и улучшить условия труда на ней, Использование капсул дает возможность испольэовать как твердофазные, так и ингредиенты, имеющие иное агрегатное состояние.1814664 Микротвердость,Способ подачи инг е иентов Величина слоя,мкм Прототип Мочевина транспортируется в реторту печи через трубку сжатымвоздухом. Воздух подается из расчета 6 м /ч импульсами через10001050 14 - 18 контейнер вместе с упрочняемыми образцами из расчета 0,3 г/см пло 1100 - 1150 8 - 12 1150 - 1200 22 - 27 Составитель Г.ДудикТехред М,Моргентал Корректор Е,Папп Редактор Л.Волкова Заказ 1841 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Ф ормула. и зоб ретен и яСпособ подачи ингредиентов при химико-термической обработке, включающий подачу в реторту печи насыщающих компонентов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения каждые 10 с в течение 0,8 с при избыточном давлении 0,5 атм Базовый оьект Насыщение проводилось в среде разложения отходов аминопластов, загруженных в в специальныйщади образца П редлагаемый способ Карбамид подавался в реторту в капсулах, из расчета 100 г карбамиа в часспособа. подачу компонентов осуществляют периодически в капсулах в течение процесса насыщения, причем капсулы выполнены из материала, который вскрыва ется в печи под воздействием рабочих температур.