Установка для термической обработки изделий и полуфабрикатов

(г 21 1) 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОЧНРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У(46) 07.08.91. Бюл ская обпМ.:89,1980.МИЧЕСКОЙРИКАТОВ,нтированФабрикас блоком электро- в, о тто, с цероля уров- уфабрикамерения блоком корости ния пол авнения,носительектрособлокомотносител осоп о оком зада"та, приэлектросоединенеления отИзобретенметаллургии,относится к областичастности к конструкВТОРСКОМЪГСВИДЕТЕЛ 1 Ф 29 (72) В.Н.Сорокин, В.В.Телеш В,И.Черкасов и Э.Г.Гаранжин (53) 621.365.413(088.8) (56) Колобнев И.Ф. "Термиче работка алюминиевых сплавов Металлургия, 1966, с. 288-2Заявка Японии 1 г 55-45620 (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕР ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ И ПОЛУФАБ содержащая печь для реглэме ного нагрева изделий и полу тов, устройство их загрузки управления и блок измерения сопротивления полуфабриката л и ч а ю щ а я с я тем, ч лью повышения точности конт ня механических свойств пол тов, она снабжена блоком из температуры полуфабрикатов, определения относительной с изменения электросопротивле фабриката, двумя блоками ср блоком определения знака от ного ускорения изменения эл противления полуфабриката, совпадения, блоком задания ной скорости изменения элек тивления полуфабриката и бл ния температуры полуфабрика этом выход блока измерения сопротивления полуФабриката с первым входом блока опред носительной скорости изменения электросопротивления, знаковый выход которого соединен с первыми входами блока совпадения и блока определения .знака относительного ускорения изменения электросопротивления, второй вход которого соединен с выходом абсолютного значения блока определения относительной скорости изменения .электросопротивления и с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания относительной скорости изменения электросопротивления, выход блока измерения температуры полуфаб риката соединен с первым входом второго блока сравнения, выход блока заМдания температуры соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с вторым вхо" С дом блока определения относительной скорости изменения электросопротивления, с третьим входом блока определения знака относительного ускорения изменения электросопротивленияи вто" рым входом блока совпадения, выход блока определения знака относительного ускорения изменения электросопротивления соединен с третьим входом блока совпадения, четвертый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход блока совпа дения соединен с входом блока управления устройством загрузки полуфабрикатов,и устройств для термической обраки полуфабрикатов и изделий йзстареющих алюминиевых сплавов с непрерывным контролем фактическойстепени распада твердого раствора,Известна печь для термической обработки полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, содержащая футерованныйкорпус печи, нагревательные элементыи футерованную подъемную крьппку, через которую внешними подъемными устройствами производят загрузку печи.Образцы-свидетели укладывают сверхуна садку полуфабрикатов.Недостатком печи является то, чтоиспользование старения полуфабрикатов с образцами-свидетелями приводитк нарушению теплового режима работыпечи при извлечении образцов черезоткрываемую крышку печи,Наиболее близкой к изобретению 2 Оявляется установка для изотермическойобработки изделия и полуфабрикатов изсплавов на основе железа, содержащаяпечь для регламентированного нагреваполуфабрикатов, устройство их загрузки с блоком управления и блок измерения электросопротивления полуфабриката. С помощью блока измеренияэлектросопротивления фиксируют началои конец структурного (аустенитного)превращения при изотермической выдержке.Недостатком известной установкиявляется низкая надежность контроля,приводящая к нестабильности механических свойств полуфабрикатов в случае старения алюминиевых сплавов, обусловленная тем, что конец превращенияпри старении четко не выражен, В этихусловиях момент превращения старения 4 Оделается неопределенным, что не позволяет прекращать старение на требуемой стадии распада твердого раствора.Целью изобретения является повышение точности контроля уровня механических свойств полуфабрикатов.Поставленная цель достигается тем,что установка для термической обработки изделий и полуфабрикатов снабжена блоком измерения температуры полуфабрикатов, блоком определения относительной скорости изменения электросопротивления полуфабриката, двумя блоками сравнения, блоком определения знака относительного ускоренияизменения электросопротивления полуфабриката, блоком совпадения, блокомзадания относительной скорости изменения электросопротивления полуфабриката и блоком задания температурыполуфабриката, при этом выход блокаизмерения электросопротивления полуфабриката соединен с первым входомблока определения относительной скорости изменения электросопротивления,знаковый выход которого соединен спервыми входами блока совпадения иблока определения знака относительного ускорения изменения электросопротивления, второй вход которого соединен с выходом абсолютного значенияблока определения относительной скорости изменения электросопротивленияи с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединенс выходом блока задания относительной скорости изменения электросопротивления, выход блока измерения температуры полуфабриката соединен спервым входом второго блока сравнения,выход блока задания температуры соединен с вторым входом второго блокасравнения, выход которого соединен свторым входом блока определения относительной скорости изменения электросопротивления, с третьим входомблока определения знака относительного.ускорения изменения электросопротивления и вторым входом блока сов-падения, выход блока определения знака относительного ускорения измененияэлектросопротивления соединен с третьим входом блока совпадения, четвертый вход которого соединен с выходомпервого блока сравнения, а выход блока совпадения соединен с входом блокауправления устройством загрузки полуфабрикатов. Благодаря введению в схему установки блоков определения относительной скорости и знака относительного ускорения изменения сопротивления полуфабриката установка позволяет устранить неопределенность в определении момента окончания старения,На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - график изменения электросопротивления полуфабрикатов из алюминиевых сплавов при их старении; на фиг. 3 - кривые изменения электросопротивления для двух образцов листов из алюминиевого сплава Д 16; на фиг. 4 - кривые изменения электросопротивления для полуфабрикатов из двух алюминиевых сплавов Д 16; на Фиг.5 - блок-схема определения5 1106156знака относительного ускорения иэ- изменения электросопротивления соелименения электросопротивления полу- нен с третьим входом бло аб ка 8 совпадефабриката. ния выход которого соединен с блоком9Установка содержит печь 1 для на управления, устройством 3 загрузкигрева изделий и полуфабрикатов 2 и полуфабрикатов 2 в печь 1.выдержки их при заданнои температуре, Блок о р дм7 п е еления знака относительного ускорения изменения электустройство 3 загрузки полуфабрикатовс блоком 4 управления, блок 5 изме- росопротивления полуфабриката можетбыть выполнен по схеме, представлен"рения электросопротивления К полуной на фиг. 5, В этом случае он софабриката, блок 6 определения относительной скорости изменения электро- е жит ключ 14 субблок памяти 15,заторможенные мультивибраторы 16 исопротивления полуфа риката1 дК 17 компаратор 18 и логический элеЭ-у, блок 7 определени 6 знака И 19относительного ускорения измерения Установка работает следующим обэлектросопротивления полуфабриката разом,ЙЧК, Полуфабрикат 2 с укрепленными взДп(-Л,блок 8 совпадениЯ, блок 9 нем подводящ и провода и от блока 5Д / фзадания относительной скорости изме определения электросопротивления темнения электросопротивления полуфаб- пературы полуфабриката помещают в(Ч) б 10 и 11 срав- устрой"тве 3 загрузки полуфабрикатовнения блок 12 задания температуры и вдвигают в рабочее пространствоФчиполуфабриката и блок 13 измерения тем- нагретои печ 1.пературы полуфа риката. Ри этомф б При этом вы В блоке 9 задания относительнойход блока измере5 ния электросопро- скорости изменения электросопротивлетивления соединен с пен с первым входом бло- ния задают абсолютную величинуЧ 1=ка 6 определения относительной оск - 1 ( й 1- относительной скорости.изости изменения электросопротивления, К 1 66 1которыи имеет два вмва выхода: сигнал пер нзменения электросопротивления полувого выхода отражает знак Ч, т,е, фабриката, р ди и остижении которойсигнал соответствует функции здп(Ч), следует заканчивать процесс старения.сигнал второго выхода пропорционален В блоке 12 задания температуры заабсолютной величине ( , т.(Чт е про- дают номинальную температуру старенияпорционаленЮЧЗнаковый выход бло- Т при которой определяют относика 6 соединен с первыми входамищи входами бло- тельную скорость изменения электрока 8 совпадения и локаи блока 7 определе- сопротивления полуфабрикатов,ния знака относительного Ускорения из- На фиг. 2 представлен график измеменения электросопротивления полуфа нения электросопротивления полуфабри- бриката, второй вход которого соединен 40 катов из алюминиевых сплавов при ихс выходом абсолютного значения блокастарении.6 опРеделениЯ относительной скоРос При нагреве полуфабриката в периодизменения электросопротивления и с А происходит увеличение его электропервым входом блока 10 сравнения. Вто сопротивления, Блок 5 определяет элекрой вход блока 10 сравнения соединен 45 тросопротивление полуфабриката К ис выходом блока 9 задания относитель- выдает пропорциональный сигнал наной скорости изменения электросопро- вход блока 6 который выполняет функlвхтивления полуфабриката Ч) зад, Два1 Ы/выхода блока 11 сравнения соединены с циональные операции / Ч= --з, ик 13выходами соответственно блока 12 за.ф б ката и бло- зЮп(Ч), т,е, определения абсолютдания температуры полуфа риката и лока 13 измерения температуры полу а -ературы полуфаб- ной величины относительной скоростириката. Выход лока равВ б 11 с авнения сое- изменения электросопротнвления и знадинен с вторым входом локабл ка 6 и тре- ка этой скорости соответственно,Сигтьим входом лока . ыходыб 7 Выходы блоков 10 нал знакового выхода блока 6 отличен15и 11 сравнения соединены ооин ны соответствен- от нуля если Ч( О. Чтобы исключитьЭно с четвертым и вторым входым входами блока влияние температурного измененияб к 68 совпадения. ыход локаВбл ка 7 опреде-. электросопротивления работа блоковления знака относительного у коного ускорения 7 и 8 разрешается сигналом с выходадЧО,дф 15 Из сказанного понятно, что блок 8 совпадения может выдать сигнал только в период В, когда знак относительной скорости изменения электро сопротивления будет отрицательным, т.е, сигнал знакового выхода блока будет отличен от нуля и знак относительного ускорения изменения электросопротивления будет положительным, 25 т,е, выходной сигнал блока 7 будет отличен от нуля.Однако при наличии указанных сигналов, блок с впадения 8 выдает сигнал только в момент, когда на его 30 входах будут присутствовать и сигнал равенства Т=Т с блока 11 сравнения и сигнал с блока 10 сравнения. равенства измеренного значения заданному значению относительной скорости изменения электросопротивления.Заданное значение относительной скорости изменения электросопротивления, при достижении которого прекращают старение полуфабриката, рекомен дуется в пределах Ч =(3,0-0,5)10 ф минПри наличии всех входных сигналов блока 8 совпадения сигнал с его выхода поступает в блок 4 управления загрузочным устройством 3, которое по этой команде производит выгрузку полуФабриката 2 из печи 1.На фиг, 3 представлены кривые изменения электросопротивления для двух образцов листов из алюминиевого сплава Д 16 разных размеров (К и К), состава, 7: 4,33 медь, 1,51 магний, 0,65 марганец, остальное алюминий й55 примеси, в процессе старения при 195 С. Видно, что относительная скорость изменения электросопротивления не зависит от геометрических размеблока 11 сравнения, который будет отличен от нуля, если измеряемая блоком 13 температура полуфабриката Т .будет равна заданной номинальной тем 5 пературе старения Тн.Блок 7 по абсолютной величине относительной скорости изменения электросопротивления и ее знаку определяет знак относительного ускорения из менения электросопротивления и выдает сигнал, отличный от нуля, только в случае положительного ускорения, т,е. ров полуфабриката. Максимум прочностных свойств имеет место при значенииЧр ( =1, 5 10 ф 1/мин,На фиг. 4 представлены кривые изменения электросопротивления для полуФабрикатов из двух алюминиевых сплавов Д 16 состав В 1, 7.; 3,98 медь,1,68 магний, 0,8 марганец. СоставВ 2, Е; 4,8 медь, 1,8 магний, 0,77марганец, в процессе старения при195 С, а также кривые изменения прочностных свойств при комнатной температуре. Видно, что максимум прочностных свойств также соответствуетЧ =1,5-10" 1/мин,Следовательно, изменение величины прн старении не зависит от видаполуфабриката и химического составасплава. Прекращение старения полуфабрикатов при величине Ч/=1,5 х-Ф10 1/мин позволяет повысить надежность контроля и получить стабильныезначения механических свойств дляполуфабрикатов из этих сплавов: предел прочности 46-47 кг/мм 2, пределтекучести 37-38 кг/мм.Старение полуфабрикатов в известной установке для термической обработки изделий и полуфабрикатов, непозволяет получать иэделия с стабильными механическими свойствами, таккак установка не позволяет регламентировать конец старения по абсолютной величине электросопротивлення материала, которая зависит от размеровизделия,Как видно из фиг 4 прекращениестарения при величине К=0,0067 Ом длясплава У 1 приводит к свойствам - предел прочности 40 кг/мм, предел текучести 30 кг/мм 2, а для сплава В 2 предел прочности 47 кг/мм, пределтекучести 38,5 кг/мм 2, т.енадежность контроля низкая и свойства нестабильны, что может приводить к браКу,Следовательно, изобретение обеспечивает большую точность контроля,о чем свидетельствует стабильностьмеханических свойств полуфабрикатовразличных составов.Таким образом, в установке путемвведения блоков контроля относительной скорости изменения злектросопротивления удается проявить стабильныемаксимальные механические свойствапосле старения и тем самым в пять разснизить брак.1106156 ЯдпМ Коррек ТехредМ,Дидык ктор О.Филю деии 11 1изводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул, Гагарина,каз 3435 Тираж 372ЬП 1 И Государстве.ного комитета по из113035, Москва, Ж,Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб д, 4/5