Установка для термической обработки

А 1 13 ЕС 1 УЬЛИК 1 Р 11/00, Р 27 Р 19/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДЮфСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 03 НРЬЗТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов. - И.,(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙОБРАБОТКИ, содержащая печь, устройство загрузки с блоком управления иблок измерения электросопротивленияматериала, о т л и ч а ю щ а я с я Изобретение относится к металлургии, точнее к термической обработке полуфабрикатов, в частности к конструкциям устройств для термической обработки полуфабрикатов и иэделий иэ стареющих алюминиевых сплавов с непрерывным контролем фактической степени распада твердого раствора.Известна печь для термической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, содержащая футерованный корпус печи, нагревательные элементы и футерованную подъемную крышку, через которую внешними подъемными устройствами производят загрузку печи, Образцы-свидетели укладывают сверху на садку полуфабрикатов.Недостатком существующей печи является то, что использование старе,ЛО 1 О 77294 тем, что, с целью повышения качестватермообработки, она снабжена блокомопределения и запоминания максимального значения электросопротивленияматериала, блоком деления и блоком .сравнения, причем выход блока измерения электросопротивления материала соединен с входом блока определения и запоминания максимального значения электросопротивления, выходкоторого соединен с первым входомблока деления, второй вход которогосоединен с выходом блока измеренияэлектросопротивления материала, вы".ход блока деления через блок сравнения соединен с блоком управления. ния полуфабрикатов с образцами-свидетелями приводит к нарушению тепло,",) вого режима работы печи при извлечении образцов через открываемуювД крышку печи.Наиболее близкой к изобретению Ж по технической сущности и достигаемо- д, му результату является установка для изотермической обработки изделий и полуфабрикатов из сплавов на основе железа, содержащая печь для регламентированного нагрева полуфабрикатов, устройство загрузки полуфабрикатовс блоком управления и блок измерения электросопротивления полуфабриката. С помощью блока измерения электросопротивления фиксируют начало и конец структурного (аустенитного)превращения при термической выдержке.1077 294 20 Недостатком известной установкиявляется низкая надежность контроля,приводящая к нестабильности механических свойств полуфабрикатов в слу 5чае старения алюминиевых сплавов,обусловленная тем, что конец превращения при старении четко не выражен.В этих условиях момент прекращениястарения делается неопределенным, 10что не позволяет прекращать старение на требуемой стадии распада твердого раствора.Целью изобретения является повышение качества термообработки.15Поставленная цель достигаетсятем, что установка для термическойобработки изделий, содержащая печь,устройство загрузки с блоком управления и блок измерения .электросопротивления материала, снабжена блокомопределения и запоминания максимального значения электросопротивления материала, блоком деления и блокомсравнения, причем выход блока измерения электросопротнвления материала соединен с входом блока определения и запоминания максимального значения злектросопротивления, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с, выходом блока измерения .электросопротивления материала, выход блока деления через блок сравнения соединен с ,блоком управления.35На Фиг, 1 представлейа блок-схемаустановки; на Фиг.2 - график изменения электросопротивления полуфабриката при старении; на фиг.3 - одиниз вариантов технической реализацииотдельных блоков установки.Установка содержит печь 1 для нагрева полуфабрикатов и выдержки их при заданной температуре, устройство2 загрузки полуфабрикатов с блоком 3 управления, блок 4 измерения электросопротивления полуфабриката, выход которого соединен с входом блока 5 определения и запоминания максимального значения электросопротивления по.50 луфабриката (К ), и с вторым вхомакс фдом блока 6 определения отношения максимального значения электросопро-. тивления полуфабриката к текущему значению его электросопротивления35 (Кмк /Кд), первый вход которого соединей с выходом блока 5, блок 7 конт: роля отношения К к /Кл, вход которого соединен с ййходом блока 6 определения отношения К /Кл, а выход соединен с блоком 3 управления устройством 2 загрузки и выгрузки полуфабрикатов.Работа установки происходит следующим образом.Полуфабрикат с укрепленными в нем подводящими проводами от блока 4 определения электросопротивления полуфабриката помещают на устройстве 2 загрузки полуфабрикатов и вдвигают в рабочее пространство нагретой печи 1. В блоке 7 контроля отношения Кв /К задается величина требуемого отношения Кдк /КрНа Фиг.2 прецставлен график изменения электросопротивления полуФабриката при старении. В результате нагрева полуфабриката в период А происходит увеличение его:электросопротивления. Блок 4 определяет электрическое сопротивление полуфабриката и подает сигнал, пропорциональный электросопротивлению .полуфабриката Кф, в блоки 5 и 6. Блок 5 определения и запоминания максимального значения электросопротивления полуфабриката имеет на выходе сигнал, пропорциональный максимальному значению .электросопротивления полуфабриката (К). Этот сигнал поступает на вход .блока 6 определения отношения К/К. На начальной стадии прогрева изделия в блоки 5 и 6 поступают равные сигналы, пропорциональные величине электросопротивления полуФабриката в данныИ момент времени К к = К. Блок 6 формирует выходной сигнал, равный К/К = 1. После прогрева изделия на стадии стабильного значения электросопротивления (период Б) полуфабриката отношение Кмакс/К= 1.После начала распада твердого раствора (период В) электросопротивление полуфабриката начинает падать и сигнал, поступающий в блок 6 из блока 4, начинает уменьшаться, а сигнал из блока 5 остается постоянным и пропорциональным максимальному значению электросопротивления полуфабриката Кщк . Блок 6 выдает увеличивающийся сигнал и при достижении величины отношения Ко /К требуемой величины блок 7 подает в блок 3 управления загрузочным устройством команду на выгрузку полуфабрикатов из печи.107Один из вариантов установки представлен на фиг. 3.Работа установки при такой конструкции блоков происходит следующимобразом.Блок 4 измерения электросопротивления полуфабриката состоит из стабилизатора напряжения Ц и усилителя тока, При постоянном напряженииО в цепи, включающей подводящиепровода и полуфабрикат, возникаетэлектрический ток 1, обратно пропорциональный изменяющемуся .электросопротивлению полуфабриката К, т.е.1 = ИК. Ток перед поступлениемв блок 5,Ь усиливается с помощьюусилителя тока,Блок 5 определения и запоминаниямаксимального значения электрос.опротивления полуфабриката (К О ) состоит кэ соленоида Г, внутри которогонаходится подвижный ферромагнитныйсердечник Д с укрепленным на нем контактом Е, передвигающимся по катушкеавтотрансформатора. Перемещение сердечника Д контролируется пружиной Жи односторонним фиксатором (на.чертеже не обозначен)обеспечивающимодностороннее движение сердечника,Работа блока 5 происходит следующим образом.В начальном состоянии загружаемыйхолодный полуфабрикат имеет минимальное электросопротивление К и ток 1в соленоиде максимальный, сердечниквтягивается в соленоид на максимальное расстояние, определяемое упругостью пружины Д, Фиксатор при этомвыключен. Снимаемое напряжение 13обратно пропорционально силе тока 1и следовательнопропорционально К.3По мере прогрева полуфабриката растетК и падает Т, что приводит к снижению величины силы, втягивающей сердечник в соленоид Г. Сердечник Д поддействием пружины Ж выходит из соленоида, а величина снимаемого напряжения Ю растет. Фиксатор перемещениясердечника, включаемый после загрузки полуфабриката, обеспечивает одно. -стороннее перемещение сердечника изсоленоида. После прогрева полуфабриката, но до распада твердого раствора,К достигает максимального значения,а сердечник максимально выходит изсоленоида. Снимаемое напряжение 01соответствует максимальному значениюКак. При распаде твердого раство 7294 6ра сопротивление полуфабриката снижается, а втягивающая сила соленоидарастет,. однако фиксатор не позволяетсердечнику перемещаться в глубь соленоида, в результате чего обеспечива-ется запоминание К, через пропорциональную ей величину 0, поступаемую на вход блока 6.10Блок Ь определения отношения максимального значения электросопротивления полуфабриката к текущему значению его электросопротивления (К 83состоит из соленоида Г, внутри которого находится подвижный ферромагнитныйсердечник Д с укрепленным на нем контактом Е, передвигаемым по катушкереостата. Перемещение сердечника Дконтролирует пружина Ж,20 Работа блока Ь происходитследующим образом.Проходящий по соленоиду А ток 1,обратно пропорциональный электросопротивлению полуфабриката К, обеспечи 25 вает втягивание сердечника с силой,пропорциональной величине тока 1.В начале прогрева полуфабриката Крастет, 1 падает и под действиемпружины сердечник идет вправо,. увели 0 чивая сопротивление реостата на участке Г-Ж. При распаде твердого раствора К падает, 1 растет.и сердечнккс контактом, втягиваясь в соленоид,уменьшает величину участка И-К. Таким образом, величина сопротивленияреостата К 1 пропорциональна электросопротивлению полуфабриката в данныймомент времени Кл. Одновременно нареостат через контакт Д подается с40 блока 5 напряжение Б,К . Врезультате проходящий через реостатток Т определяется величинами Пг иК через выражение1К,ч,т.е. обеспечивает определение отношения максимального значения электросопротивления полуфабриката к текущему значению его электросопротивления.Блок 7 контроля отношенияК а Яф по величине тока 1 ррддставляет собой реле, срабатываемоепо достижении задаваемого заранеезначения тока 1 и включающее пускатель блока 3 управления загрузочнымустройствам полуфабрикатов.Использование для контроля длительности старения отношенияК ,/К имеет то преимущество, что оно не зависйт от геометрических размеров полуфабриката, а определяется только изменением его удельного электросопротивленияДействительно, сопротивление металлов (К) при определенной температуре определяется по формуле К = 8 Ь/Б, где Я - удельное сопротивление материала при данной температуре; Я - площадь поперечного сечения проводника длиной Ь,Поскольку К макс максй =еакс /КЙ = Я макс /УИзменение величины К /К лмакспри старении не зависит от вида полуфабриката и химического состава сплава, Прекращение сравнения полуфабрикатов при величине К /Кл = 1 12макспозволяет повысить надежность контроля получить стабильные знацениния механических свойств для полуфабрикатов.1077294 ова Корректор С. Г.екма изводственно-издательский комбинат "Патент"; г.ужгород Гагарина,10 Редактор Л. Письман Техред Л.Се ЗаЮз 3443 Тираж 314 ВЙИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям приРаушская наб д, 4/5