SU920077A2

SU920077A2 - Installation for diffusion chrome-plate

Info

Publication number: SU920077A2
Application number: SU802894249A
Authority: SU
Inventors: Александр Саввич Кравченко; Валентин Иванович Боевой
Original assignee: Предприятие П/Я А-7340
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1982-04-15

Description

(5) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ХРОМИРОВАНИЯ(5) DIFFUSION CHROMINATION INSTALLATION

II

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении установок дл химико-уермичес- ной обработки деталей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the design and manufacture of equipment for the chemical and chemical treatment of parts.

По основному авт. св. W 260352 известна установка дл диффузионного хромировани . Установка состоит из электропечи, закрепленной на станине при помощи двух подшипников, относительно которых она может по- ворачиватьс из горизонтального, положени в вертикальное в обе стороны при помощи механизма поворота и фиксироватьс в любом положении электротормозом. Внутри электропечи расположена реторта, ось которой перпендикул рна оси поворота электропечи .According to the main author. St. W 260352 is a known device for diffusion chromium plating. The installation consists of an electric furnace mounted on the frame with the help of two bearings, for which it can be rotated from the horizontal, vertical to both sides with the help of a turning mechanism and fixed in any position by an electric brake. Inside the electric furnace there is a retort, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the electric furnace.

Реторта закреплена при помощи шести катков, установленных на каркасе электропечи, по три с каждой стороны. При помощи механизма, состо щего из электродвигател , муфты.The retort is fixed with six rollers mounted on an electric furnace frame, three on each side. By means of a mechanism consisting of an electric motor, a coupling.

редуктора и цепной передачи, реторта может вращатьс на катках в пр мом или обратном направлении. Реторта разделена при помощи -клапана на две камеры - рабочую, меньшего диаметра , и вспомогательную, большего диаметра, теплоизолирована по концам и герметизирована крышками. В крышке, со стороны рабочей камеры, имеютс два отверсти дл подачи gearbox and chain drive, the retort can rotate on rollers in the forward or reverse direction. The retort is divided into two chambers by means of an A-valve - a working one of smaller diameter and an auxiliary one of larger diameter, insulated at the ends and sealed with lids. In the lid, from the side of the working chamber, there are two openings for supplying

10 галогенида аммони и выхода продувочного газа, который подаетс в полость реторты через отверсти в другой крышке и клапане. Дл открыти и закрыти клапана, раздел ю щего полость рабочей и вспомогательной камер реторты, предусмотрен привод . Шток привода выполнен полым и охлаждаетс водой.10 ammonium halide and a purge gas outlet that is supplied to the retort cavity through openings in the other cap and valve. An actuator is provided to open and close the valve that separates the cavity of the working and auxiliary chambers of the retort. The actuator stem is hollow and cooled with water.

Нагревание рабочего объема печи Heating the working volume of the furnace

20 производитс высокотемпературными стержн ми из карбида кремни , расположенными вертикально в два р да по обе стороны от реторты. Дл обеспечени равномерности температуры по длине рабочей камеры реторты нагревательные стержни объединены в электрические секции. Температура в каждой секции измер етс термопреобразовател ми , расположенными над ретортой в продольной плоское ти печи, и поддерживаетс на заданном уровне при помощи автоматического регулировани электрической мoщнoctи в каждой секции. Подлежащие хромированию детали загружаютс в рабочую камеру при сн той крышке в вертикальном положении реторты. Загрузка деталей про изводитс при . После создани нейтральной атмосферы в реторте печь наклон ют на угол S-fiO вспомогательной камерой вверх, открывают клапан и гранулированный хр пересыпаетс а рабочую камеру, где он смешиваетс с детал ми. Затем с печь поворачивают в, горизонтальное положение. С помощью капсулы ввод т йодистый аммоний в рабочую камеру реторты, включают вращение реторты, нагревают ее рабочую камеру до 900920 С и выдерживают в этих услови х 3-4 ч. По окончании процесса диффуз онного хромировани хром отдел ют от деталей и пересыпают его.во вспо гательную камеру при наклоне печи н угол 15-30°, закрывают клапан и, на клон печь в другую сторону на уго 5-60 ,открывают крышку и. ссыпают детали в зак-алочный бак, где они закаливаютс в маслеСП. Недостатки этой установки состо т в том, что в ней реализуетс значительна неравномерность темпер туры по длине рабочей камеры, дости . гающа 20-50 С, вследствие потока . гор чих газов через зазоры между, фу теровкой печи и вращающейс реторто и утечек тепла за счет теплопроводности через реторту, имеющую посто ную толщину стенки. Чрезмерна неравномерность температуры в рабочей камере снижает качество химико-термической обработки, так как не позвол ет получить равномерную толщину диффузионного сло по всей поверхности , особенно при обработке крупн габаритных деталей. Утечки тепла из рабочей зоны снижают экономичность установки.. Цель изобретени - уменьшение не равномерности температуры по длине рабочей камеры реторты и повышение экономичности установки. Указанна цель достигаетс тем, что в установке на концах реторты, расположенных в футеровке печи, выполнены кольцевые канавки переменной глубины, увеличивающейс -к концам реторты.. На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг фиг. 1; на фиг. 3 узел 1 на фиг. 1 Установка состоит из рамы 1 (фиг. 1), на которой при помощи двух подшипников скольжени закреплена печь 2. Внутри печи 2 имеетс реторта 3s установленна на катках Ц. При помощи электродвигател 5, редуктора и цепной передачи 6 реторта 3 может вращатьс вокруг собственной оси, обкатыва сь на катках 4. При помощи механизма 7 (фиг. 2), состо щего из черв чной передачи, печь может поворачиватьс в обе стороны от горизонтального до вертикального положени и фиксироватьс под любым углом к горизонту. Реторта 3 (фиг. 1) представл ет собой цельную толстостенную трубу из жаропрочной нержавеющей стали. По торцам реторта 3 герметизирована фланцами 8, соединенными с теплоизол ционными пробками Э, ограничивающими объем рабочей и вспомогательной камер, между которыми расположен винтообразный шнек 10. Фланцы 8 имеют штуцера, служащие дл подсоединени полости реторты к системе газоснабжени установки. В зазорах между футеровкой печи 2 и ретортой 3 на поверхности реторты выполнены кольцевые канавки переменной глубины (фиг. 3), увеличивающейс к концам реторты. Глубина канавок устанавливаетс рассчетным путем из услови прочности реторты. На выходе из печи 2 (фиг. 1) реторта 3 оснащена радиаторами 11, которые вместе с канавками на поверхности реторты 3 обеспечивают температуру фланцев 8 не более50-60 С в рабочих услови х, при температуре в рабочей камере до 1150С. Нагрев печи осуществл етс высокотемпературными нагревательными стержн ми 12 из карбида кремни , расположенными горизонтально в два р да, выше и ниже реторты 3- Дл обеспечени равномерности температуры по длине рабочей камеры реторты 3 нагревательные20 is manufactured by silicon carbide high temperature rods arranged vertically in two rows on either side of the retort. To ensure uniform temperature along the length of the working chamber of the retort, the heating rods are combined into electrical sections. The temperature in each section is measured by thermocouples located above the retort in the longitudinal plane of the furnace, and is maintained at a predetermined level by automatically regulating the electrical power in each section. Parts to be chrome plated are loaded into the working chamber while the lid is removed in the vertical position of the retort. Loading of parts is performed at. After creating a neutral atmosphere in the retort, the furnace is tilted at an S-fiO angle with the auxiliary chamber upward, the valve is opened and the granular xp is poured into the working chamber, where it is mixed with the parts. Then with the oven turned in, horizontal position. Ammonium iodide is introduced into the working chamber of the retort with the help of a capsule, the rotation of the retort is turned on, the working chamber is heated to 900920 ° C and held for 3–4 hours under these conditions. After the diffusion chromium plating process is completed, chromium is separated from the parts and poured it. when the furnace is tilted at an angle of 15–30 °, the valve is closed and, on the clone, the furnace in the other direction is 5–60, the lid is opened and. The parts are poured into the back-up tank, where they are quenched in the oil spill. The disadvantages of this installation are that it implements a significant uneven temperature along the length of the working chamber, reaching. 20-50 ° C due to flow. hot gases through the gaps between, the furnace base and the rotating retort, and the heat leakage due to heat conduction through the retort, having a constant wall thickness. Excessive temperature unevenness in the working chamber reduces the quality of chemical-thermal treatment, since it does not allow obtaining a uniform thickness of the diffusion layer over the entire surface, especially when processing large-sized parts. Heat leaks from the working area reduce the economics of the installation. The purpose of the invention is to reduce the non-uniformity of temperature along the length of the working chamber of the retort and increase the economics of the installation. This goal is achieved by the fact that in the installation at the ends of the retort, located in the lining of the furnace, annular grooves of variable depth are made, increasing to the ends of the retort. FIG. 1 shows the installation, general view; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 node 1 in FIG. 1 The installation consists of a frame 1 (Fig. 1) on which a furnace 2 is fixed by means of two sliding bearings. Inside the furnace 2 there is a retort 3s mounted on rollers C. With the help of an electric motor 5, a gearbox and a chain gear 6, the retort 3 can rotate around its own The axles run around the rollers 4. Using the mechanism 7 (Fig. 2), consisting of a worm gear, the furnace can be rotated to both sides from horizontal to vertical position and fixed at any angle to the horizon. Retort 3 (Fig. 1) is a one-piece thick-walled pipe made of heat-resistant stainless steel. The ends of the retort 3 are sealed with flanges 8 connected to thermal insulating plugs E, limiting the volume of the working and auxiliary chambers, between which is a screw auger 10. Flanges 8 have fittings that serve to connect the retort cavity to the gas supply system of the installation. In the gaps between the lining of the furnace 2 and the retort 3, annular grooves of variable depth are made on the surface of the retort (Fig. 3), increasing towards the ends of the retort. The depth of the grooves is established by calculation from the condition of the strength of the retort. At the exit of the furnace 2 (Fig. 1), the retort 3 is equipped with radiators 11, which, together with the grooves on the surface of the retort 3, provide the temperature of the flanges 8 not more than 50-60 ° C under operating conditions, at a temperature in the working chamber up to 1150 ° C. The furnace is heated by high-temperature silicon carbide heating rods 12 arranged horizontally in two rows, above and below the retort 3- To ensure uniform temperature along the length of the working chamber of the retort 3

стержни объединены в три электрические секции. Температура в каждой секции измер етс термопреобразовател ми 13 расположенными вертикально над ретортой в продольной плоскости печи, и поддерживаетс на заданном уровне при помощи автоматического регулировани электрической мощности в каждой секции.rods are combined into three electrical sections. The temperature in each section is measured by thermal converters 13 located vertically above the retort in the longitudinal plane of the furnace, and maintained at a predetermined level by automatically adjusting the electrical power in each section.

В кладке печи 2, где температура ниже ЗОО-бОО С, уложен трубчатый змеевик 14 дл интенсификации охлаждени печи путем протока в.оды или продувки сжатым воздухом.In the masonry of the furnace 2, where the temperature is below ZOO-BOO C, a tubular coil 14 is laid to intensify the cooling of the furnace by duct water or purging with compressed air.

Проведение технологического процесса осуществл етс следующим образом .The process is carried out as follows.

Подлежащие хромированию детали предварительно собираютс в приспособлении , которое крепитс к концу теплоизол ционной пробки и загружаютс в рабочую камеру реторты при ее вертикальном положении. После герметизации реторты и создани в ней нейтральной атмосферы в нее в виде капсулы вводитс 1-2 г хлористого, печь наклон ют на уголаммони , вспомоггThe parts to be chrome-plated are pre-assembled in a device that is attached to the end of the heat insulating plug and loaded into the working chamber of the retort in its vertical position. After the retort is sealed and a neutral atmosphere is created in it, 1-2 g of chloride is introduced into the capsule in the form of a capsule;

:тельной камерой вверх и включают вращение реторты. При этом хром пересыпаетс из вспомогательной камеры в рабочую, Затем поворачивают печь в горизонтальное положение, включают нагреватели и после достижени температуры в рабочей камере 1150°С выдерживают -в этих услови х определенное врем , необходимое дл образовани на детал х требуемой по техническим услови м толщины диффузионного хромированного сло . После окончани процесса диффузионного хромировани хром пересыпают во вспомогательную камеру при наклоне печи на угол jS-fiO Нри вращении реторты в обратном направлении: telnoy camera up and include the rotation of the retort. In this case, chromium is poured from the auxiliary chamber into the working chamber. Then the furnace is turned to a horizontal position, the heaters are turned on and after the temperature in the working chamber reaches 1150 ° C, it is maintained under these conditions for a certain time required for the formation of the thickness required for technical conditions. diffusion chrome layer. After the end of the process of diffusion chromium plating, chromium is poured into the auxiliary chamber when the furnace is tilted at an angle of jS-fiO When the retort is rotated in the opposite direction

охлаждают рабочую камеру до предусмотренной температуры и, установив печь в вертикальное положение, извлекают детали из реторты при помощи грузоподъемного механизма вместе ic приспособлением, теплоизол ционной пробкой и фланцем. Темпера тура, при которой извлекаютс детали из реторты , устанавливаетс в зависимости от вида последующей обработки деталей: при закалке SSO-SOOC, при нитридизации 300-500°С.cool the working chamber to the prescribed temperature and, setting the oven in a vertical position, remove the parts from the retort with the help of a lifting mechanism together with the fixture, thermal insulation plug and flange. The temperature at which the parts are removed from the retort is set depending on the type of subsequent processing of the parts: during quenching SSO-SOOC, when nitridating 300-500 ° C.

В предлагаемой установке можно осуществл ть не только диффузионное хромирование , но и другие виды химикотермической обработки, например, титанирование , молибденирование, еольфрамирование и др., причем как крупных , так и мелких деталей.In the proposed installation, it is possible to carry out not only diffusion chromium plating, but also other types of chemical heat treatment, for example, titanation, molybdenum plating, solfing, etc., both large and small parts.

В установке с кольцевыми канавками на поверхности вращающейс реторты обеспечиваетс неравномерность температуры по длине рабочей камеры до 10°С, снижаетс врем разогрева и потребл ема электрическа мощность в стационарном режиме работы печи.In an apparatus with annular grooves on the surface of a rotating retort, the temperature is unevenly distributed along the length of the working chamber to 10 ° C, the warm-up time and the consumed electrical power in the steady-state kiln operation are reduced.

Claims

1. USSR author's certificate No. 260352, cl. C 23 C 9/02, 1965