CS239996B1 - Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment - Google Patents

Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment Download PDF

Info

Publication number
CS239996B1
CS239996B1 CS844430A CS443084A CS239996B1 CS 239996 B1 CS239996 B1 CS 239996B1 CS 844430 A CS844430 A CS 844430A CS 443084 A CS443084 A CS 443084A CS 239996 B1 CS239996 B1 CS 239996B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
inductor
blanks
protective atmosphere
protective
atmosphere
Prior art date
Application number
CS844430A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS443084A1 (en
Inventor
Miroslav Smejkal
Andrej Salak
Josef Benda
Original Assignee
Miroslav Smejkal
Andrej Salak
Josef Benda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Smejkal, Andrej Salak, Josef Benda filed Critical Miroslav Smejkal
Priority to CS844430A priority Critical patent/CS239996B1/en
Publication of CS443084A1 publication Critical patent/CS443084A1/en
Publication of CS239996B1 publication Critical patent/CS239996B1/en

Links

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Řešení se týká zařízení na indukční ohřev kovových polotovarů v ochranné atmosféře před tvářením za tepla, zejména komponentů ve tvaru kroužků, vyrobených práškovou metalurgií. Podstata zařízení spočívá v tom, že induktor je ve, výstupní části opatřen výpadovým otvorem, na který je napojen keramický tunel procházející vyzdívkou a pláštěm, ke kterému je připojen skluz s přívodem ochranné atmosféry. Přívod ochranné atmosféry je také umístěn v dávkovacím prostoru a ve stavitelné zátce, která je vložena do výstupní části induktoru. Základní výhodou zařízení podle vynálezu je, že polotovary jsou indukčně ohřívané v ochranné atmosféře, která brání jejich oxidaci.The solution relates to an induction device heating of metal semi-finished products in protective the atmosphere prior to hot forming, in particular ring-shaped components made powder metallurgy. The essence of the device is that the inductor is in the outlet part provided with a dropout through the opening to which the ceramic is connected tunnel passing through lining a a sheath to which a chute is attached with protective atmosphere inlet. Protective lead the atmosphere is also placed in the dispenser space and in an adjustable stopper which is inserted into the output part of the inductor. A basic advantage of the device according to the invention is that the blanks are inductive heated in a protective atmosphere that prevents their oxidation.

Description

Zařízení na indukční ohřev kovových polotovarů v ochranné atmosféřeEquipment for induction heating of metal blanks in protective atmosphere

Řešení se týká zařízení na indukční ohřev kovových polotovarů v ochranné atmosféře před tvářením za tepla, zejména komponentů ve tvaru kroužků, vyrobených práškovou metalurgií.The invention relates to an apparatus for induction heating of metal blanks in a protective atmosphere before hot forming, in particular ring-shaped components produced by powder metallurgy.

Podstata zařízení spočívá v tom, že induktor je ve, výstupní části opatřen výpadovým otvorem, na který je napojen keramický tunel procházející vyzdívkou a pláštěm, ke kterému je připojen skluz s přívodem ochranné atmosféry. Přívod ochranné atmosféry je také umístěn v dávkovacím prostoru a ve stavitelné zátce, která je vložena do výstupní části induktoru.The principle of the device consists in that in the outlet part the inductor is provided with an outlet opening, to which a ceramic tunnel passing through the lining and the casing is connected, to which a slip with a supply of protective atmosphere is connected. The protective atmosphere supply is also located in the dosing space and in an adjustable plug which is inserted into the output section of the inductor.

Základní výhodou zařízení podle vynálezu je, že polotovary jsou indukčně ohřívané v ochranné atmosféře, která brání jejich oxidaci.The basic advantage of the device according to the invention is that the blanks are inductively heated in a protective atmosphere that prevents their oxidation.

239 996239 996

Vynález se týká zařízení na indukční ohřev kovových polotovarů v ochranné atmosféře před tvářením za tepla, zejména komponentů ve tvaru kroužků vyrobených práškovou metalurgií.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for the induction heating of metal blanks in a protective atmosphere prior to thermoforming, in particular ring-shaped components produced by powder metallurgy.

Dosavadní indukční ohřevkovových polotovarů před tvářením za tepla, zejména kruhového průřezu se realizuje v průchozích vícezávitových induktorech. Jde o ohřev polotovarů převážně před kováním, před rozválcováváním nebo před protlačováním. Osa těchto induktorů je v horizontální poloze nebo je nakloněná pod úhlem několika desítek stupňů. Polotovary, které se mají ohřívat, se mechanicky zasouvají do vstupního otvoru induktoru a po průchodu induktorem v celé jeho délce na výstupní straně vypadávají ve zvoleném taktu do skluzu vedoucího k zařízení na tváření za tepla.The prior art induction heater blanks prior to hot forming, especially of circular cross-section, are realized in through-going multi-threaded inductors. It is the heating of semi-finished products mainly before forging, before rolling or extrusion. The axis of these inductors is horizontal or inclined at several tens of degrees. The blanks to be heated are mechanically inserted into the inductor inlet and, after passing through the inductor all along its length on the outlet side, fall off at a selected beat into the slip leading to the thermoforming device.

Nedostatkem dosavadních induktorů je skutečnost, že se v nich polotovary ohřívají na vzduchu. Z toho důvodu se na polo· tovarech po dobu ohřevu vytvářejí okuje a dochází k oduhličení povrchu do určité hloubky. Proto se zvětšují přídavky materiálu na opracování produktu. Další nevýhodou dosavadních induktorů je časté spékání ohřívaných polotovarů. To se projeví tím, že při zasouvání studeného kusu do induktoru vypadnou najednou dva slepené (příp. spečené) polotovary. Jeden z nich nutně před následujícím tvářením za tepla zůstává na skluzu, kde chladne. Nedostatkem těchto induktorů dále je, že poslední polotovar na výstupní straně induktoru, který je určený na vysunutí, vždy chladne směrem od vnějšího čela, které je ve styku se vzduchem o teplotě okolí. Jednotlivé polotovary mají pak po průřezuA drawback of the current inductors is that the blanks are heated in air. For this reason, scales are formed on the articles during the heating period and the surface is decarburized to a certain depth. Therefore, additions to the material for processing the product are increased. Another disadvantage of the prior art inductors is the frequent sintering of the heated blanks. This results in the fact that when the cold piece is inserted into the inductor, two glued (or sintered) blanks drop out simultaneously. One of them necessarily remains on the chute before the next thermoforming, where it cools. A further disadvantage of these inductors is that the last blank on the output side of the inductor to be ejected always cools away from the outer face that is in contact with air at ambient temperature. Individual blanks then have a cross-section

239 996 nerovnoměrnou teplotu. To zhoršuje podmínky tváření za tepla a konečné vlastnosti produktu. Tyto nedostatky induktorů dosavadní konstrukce se ještě výrazněji projevují při ohřevu spékaných pórovitých polotovarů vyráběných technologií práškové metalurgie. Ohřevem na vzduchu dochází kromě oxidace povrchu i k oxidaci povrchů pórů až do určité hloubky polotovaru v závislosti na teplotě a doby setrvání na teplotě. Takto vzniklé kysličníky na povrchu pórů v polotovaru při následujícím tváření za tepla zůstanou uzavřené v kovové matrici. Tím se za tepla tvářený produkt bučí úplně znehodnotí,nebo je potřebné podstatně zvýšit přídavky materiálu na následné třískové opracování. Tím se ztratí výhoda použití spékaného polotovaru,například na kování, kterým se má součástka vyrobit s minimálními přídavky na opracování nebo i v tolerancích rozměrů pro přímé nasazení.239 996 uneven temperature. This deteriorates the thermoforming conditions and final product properties. These drawbacks of the inductors of the prior art are even more pronounced in the heating of the sintered porous semi-finished products produced by powder metallurgy technology. By heating in air, in addition to surface oxidation, pore surfaces are oxidized up to a certain depth of the blank depending on the temperature and the residence time at the temperature. The oxides thus formed on the pore surface in the blank during the subsequent thermoforming remain enclosed in the metal matrix. As a result, the thermoformed product either deteriorates completely or it is necessary to substantially increase the material additions for the subsequent machining. This loses the advantage of using a sintered blank, for example, for a fitting with which the part is to be manufactured with minimal machining allowances or even within the dimensional tolerances for direct application.

Aby se vyloučil tento nepříznivý vliv indukčního ohřevu spékaných pórovitých polotovarů na vzduchu, ohřívají se indukčně rychle, avšak jednotlivě. To vede k zvýšení nerovnoměrného rozložení teploty po průřezu ohřívaných polotovarů, zejména o větších hmotnostech, v důsledku velkého měrného příkonu indukčního ohřevu a malé tepelné vodivosti pórovitého kovového materiálu.In order to avoid this adverse effect of induction heating of the sintered porous blanks in air, they are heated inductively quickly but individually. This leads to an increase in the uneven temperature distribution over the cross-section of the heated blanks, especially of larger weights, due to the high specific power input of the induction heating and the low thermal conductivity of the porous metal material.

Uvedené nedostatky v převážné míře odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že induktor tvořený cívkou, vyzdívkou a pláštěm, je ve výstupní části opatřen výpadovým prostorem, na který je napojen keramický tunel procházející vyzdívkou a pláštěm,k němuž je připojen skluz s přívodem ochranné atmosféry. Přívod ochranné atmosféry je rovněž umístěn v dávkovacím prostoru a ve stavitelné zátce, která je vložena do výstupní Části induktoru. V plášti a vyzdívce jsou nad výpadovým prostorem vytvořeny otvory, z nichž jeden je určen pro vyrážeč polotovaru a nad druhým je umístěn snímač teploty.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by the device according to the invention, characterized in that the inductor formed by the coil, the lining and the casing is provided in the outlet part with an outlet space to which the ceramic tunnel passing through the lining and the casing is connected. supply of protective atmosphere. The protective atmosphere supply is also located in the dosing space and in the adjustable plug which is inserted into the output part of the inductor. Holes are formed in the shell and the lining above the outlet space, one of which is intended for the ejector of the workpiece and above the other is a temperature sensor.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že polotovary jsou indukčně ohřívané v ochranné atmosféře, která brání jejich oxidaci. Ochranná atmosféra je přiváděna do dutiny induktoru jednak přes posuvnou zátku jednak gravitačním skluzem. Na výstupu gravitačního skluzu je vrtaná trubka směrovanými otvory, která umožňuje vytvořit ochrannou plynovou clonu, jež brání přístupu vzduchu do gravitačního skluzu tím, že proud ochranné atmosféry se nasměruje do ústí gravitačního skluzu. Dále jeAn advantage of the device according to the invention is that the blanks are inductively heated in a protective atmosphere that prevents their oxidation. The protective atmosphere is fed into the inductor cavity by a sliding plug and by a gravity chute. At the outlet of the gravity chute there is a drilled pipe through directed openings, which makes it possible to create a protective gas curtain that prevents air from entering the gravity chute by directing the protective atmosphere stream into the mouth of the gravity chute. Further is

239 996239 996

- 3 ~ přivedena ochranné atmosféra i na vstup do induktoru, takže celé dutina induktoru je naplněna.- a protective atmosphere is also supplied to the inductor inlet so that the entire inductor cavity is filled.

Další výhodou zařízení podle vynálezu je, že se zabrání ochlazování ohřátých polotovarů na výstupu induktoru. Ohřáté polotovary jsou vysouvané z induktoru mezerou mezi závity a tím se zabezpečí rovnoměrný ohřev polotovarů v ochranné atmosféře a udržení potřebné teploty až do doby vysunutí polotovaru z induktoru. Posuvná, nastavitelná zátka brání styku ohřátého polotovaru se vzduchem. Otvory v zátce se přivádí ochranná atmosféra především na povrchové části ohřátých polotovarů, které jsou zvlášť náchylné k oxidaci. Uvedenou posuvnou keramickou zátkou se také nastavuje potřebné šířka propadávací mezery do gravitačního skluzu pro vysouvání ohřátých polotovarů. Výhodou zařízení podle vynálezu rovněž je, že vyrážeč polotovarů v taktu posuvu vyrazí polotovar do mezery. To se osvědčuje zejména v případě, že dojde k částečnému slepení polotovarů. Měření teploty polotovarů bezdotykovým snímačem přímo v induktoru umožňuje kontinuální regulaci příkonu induktoru podle požadavků na teplotu ohřívaného materiálu.A further advantage of the device according to the invention is that cooling of the heated blanks at the output of the inductor is prevented. The heated blanks are ejected from the inductor by the gap between the threads, thereby ensuring uniform heating of the blanks in the protective atmosphere and maintaining the required temperature until the blanks are ejected from the inductor. A sliding, adjustable plug prevents the heated workpiece from coming into contact with air. A protective atmosphere is introduced through the holes in the stopper, especially on the surface parts of the heated blanks which are particularly susceptible to oxidation. The sliding ceramic plug also adjusts the required width of the gap through the gravity chute to eject the heated blanks. It is also an advantage of the device according to the invention that the workpiece ejector punches the workpiece into the gap in the feed cycle. This is particularly useful when the semi-finished products are partially glued together. Measurement of the temperature of the workpieces by a contactless sensor directly in the inductor enables continuous regulation of the inductor power input according to the temperature requirements of the heated material.

Příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu je v řezu schématicky znázorněn na připojeném výkrese.An example of a specific embodiment of the device according to the invention is schematically shown in section in the accompanying drawing.

Ve směru toku materiálu je zařazen dávkovači prostor B. Kovové polotovary procházejí induktorem 1, který je tvořen cívkou 2, vyzdívkou X a pláštěm 4. Před koncem induktoru X je mezi dvěma závity vytvořen výpadový prostor A, na který navazuje keramický tunel 2 s -připojeným gravitačním skluzem 6. Na konci induktoru 1 je v dutině umístěna stavitelná zátka 8.In the direction of material flow is classified dosing space B. Metal blanks pass through the inductor 1, which consists of a coil 2, X and lining sheath 4. Before the end of the inductor X is formed between the two threads thru space A, which is linked with two ceramic tunnel -připojeným At the end of the inductor 1, an adjustable plug 8 is placed in the cavity.

Ve stavitelné zátce 8, gravitačním skluzu 6 a dávkovačím prostoru 3 jsou přívody 2 ochranné atmosféry. Na plášti 4 připevněn vyrážeč £ polotovarů a snímač 10 teploty. Pro vytvoření ochranné atmosféry je použit čistě neutrální, částečně redukční nebo mírně nauhličený plyn. Pro konkrétní volbu je rozhodná koncentra ce uhlíku v ohřívacích polotovarech a požadované vlastnosti povrchu polotovaru pro tváření za tepla.In the adjustable plug 8, the gravity chute 6 and the dosing space 3 there are inlets 2 of the protective atmosphere. A blank punch 6 and a temperature sensor 10 are mounted on the housing 4. Pure neutral, partially reducing or slightly carburized gas is used to create a protective atmosphere. The concentration of carbon in the blanks and the desired surface properties of the blanks for thermoforming are decisive for the particular choice.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že ve směru toku materiálu se dávkovacím prostorem B dopravují kovové polotovary do induktoru 1. Při průchodu induktorem 1 jsou koVové polotovary ohřívány postupně až na kovací teplotu. Aby nedocházelo k okysličování povrchů, je do induktoru 1 vháněna přívody 2 ochrannáThe device according to the invention operates by conveying metal blanks into the inductor 1 in the material flow direction through the feed chamber B. Upon passing through the inductor 1, the metal blanks are heated gradually up to the forging temperature. In order to prevent oxidation of the surfaces, protective conductors 2 are blown into the inductor 1

239 996 atmosféra. Na konci induktoru 1 klasického průchozího provedení by ohřáté kovové polotovary chladly, proto je podle vynálezu v koncovém prostoru induktoru 1 vytvořen výpadový postor Δ. Tím je zaručeno, že kovové polotovary, které dosáhly kovací teploty, budou opouštět induktor 1 nezoxidov&né a neochlazené.239 996 atmosphere. At the end of the inductor 1 of the conventional continuous embodiment, the heated metal blanks would cool, therefore, according to the invention, an ejection support vytvořen is formed in the end space of the inductor 1. This ensures that metal blanks that have reached the forging temperature will leave the inductor 1 non-oxidized and uncooled.

Stavitelná zátka 8 umožňuje, že je možho měnit délky ohřívaných polotovarů až do velikosti délky výpadového prostoru Ohřáté kovové polotovary, zejména kroužky vyrobené práškovou metalurgií, mají tendenci se takzvaně lepit*' na 3ebe. Z toho důvodu je nad induktorem 1 umístěn vyrážeč polotovarů 2» který kroužky od sebe oddělí.The adjustable plug 8 makes it possible to vary the lengths of the heated blanks up to the length of the discharge space. The heated metal blanks, in particular powder metallurgical rings, tend to stick to themselves. For this reason, above the inductor 1 there is a blanks ejector 2 which separates the rings from one another.

Zařízení podle vynálezu je určeno pro indukční ohřev kovových polotovarů zejména před kováním, rozváloováváním a protlačováním jako například ložiskové kroužky. Zařízení lze s výhodou použít na ohřev spékaných pórovitých kovových polotovarů vyráběných technologií práškové metalurgie, určených k tváření za tepla zejména kováním, válcováním nebo protlačováním. Tyto spékané polotovary mají pórovitost obvykle v rozsahu 10 až 30 %, Při tomto použití se výrazným způsobem kladně projeví všechny výše uvedené výhody zařízení zhotoveného podle vynálezu, zejména indukční ohřev polotovarů v ochranné atmosféře bez vzniku okují. Tím se vytváří základní technologická podmínka výroby součástek plné hustoty z kovových prášků tvářením za tepla s minimálními přídavky na opracování. Na vlastnostech koncového produktu se kladně projeví vyloučení ochlazování čela polotovaru na výstupu induktoru a rovnoměrné rozložení teploty po celém jeho průřezu. Tyto pórovité polotovary mají menší hmotnost pro stejnou součástku v porovnání s hmotností klasického p^olotovaru a tudíž rychleji chladnou. Zařízení je možné úspěšně použít i na ohřev polotovarů z litých kovů, protože se zabrání jejich oxidaci a oduhličení povrchu. Tím se zmenší přídavky materiálu na další třískové opracování.The device according to the invention is intended for the induction heating of metal blanks, in particular prior to forging, rolling and extrusion, such as bearing rings. The device can be advantageously used for heating sintered porous metal blanks manufactured by powder metallurgy technology, intended for thermoforming, in particular by forging, rolling or extrusion. These sintered blanks generally have a porosity in the range of 10 to 30%. In this application, all the above-mentioned advantages of the apparatus made according to the invention, in particular the induction heating of the blanks in a protective atmosphere without the scale formation, have a significant positive effect. This creates a basic technological condition for the production of full density components from metal powders by thermoforming with minimum machining additions. The properties of the end product are positively influenced by the elimination of the cooling of the blank at the output of the inductor and a uniform temperature distribution throughout its cross-section. These porous blanks have a lower weight for the same component as compared to the weight of a conventional blanks and therefore cool more quickly. The device can also be used successfully to heat cast metal blanks as it will prevent oxidation and decarburization of the surface. This reduces the material additions for further chip machining.

Claims (2)

Ρ β E D M É T V Y N Á L 3 Z U 239 996Ρ β E D M E T E N O L 3 Z U 239 996 1. Zařízení na indukční ohřev kovových polotovarů v ochranné atmosféře pomocí průchozích vícezávitových induktorů, vyznačující se tím, že induktor (1) tvořený cívkou (2), vyzdívkou (3) a pláštěm (4) je ve výstupní části opatřen výpadovým prostorem (A), na který je napojen keramický tunel (5) procházející vyzdívkou (3) a pláštěm (4), k němuž je připojen gravitační skluz (6) s přívodem (7) ochranné atmosféry, přičemž přívod (7) ochranné atmosféry je rovněž umístěn v dávkovacím prostoru (B) a ve stavitelné zátce (6), která je vložena do výstupní části induktoru (1).Apparatus for inductively heating metal blanks in a protective atmosphere by means of continuous multi-threaded inductors, characterized in that the inductor (1) consisting of a coil (2), a lining (3) and a jacket (4) is provided with an outlet space (A) to which is connected a ceramic tunnel (5) passing through the lining (3) and the casing (4), to which is connected gravity chute (6) with a protective atmosphere inlet (7), the protective atmosphere inlet (7) being also located in the metering and an adjustable plug (6) which is inserted into the output part of the inductor (1). 2. Zařízení podle bodu 1/vyznačující se tím, že v plášti (4) a vyzdívce (3) jsou nad výpadovým prostorem (A) vytvořeny otvory, z nichž jeden je určen pro vyrážeč-· (9) polotovaru a nad druhým je umístěn snímač (10) teploty.Apparatus according to claim 1, characterized in that openings are formed above the outlet space (A) in the housing (4) and the lining (3), one of which is intended for the ejector (9) of the workpiece and placed above the other. temperature sensor (10).
CS844430A 1984-06-12 1984-06-12 Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment CS239996B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS844430A CS239996B1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS844430A CS239996B1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS443084A1 CS443084A1 (en) 1985-06-13
CS239996B1 true CS239996B1 (en) 1986-01-16

Family

ID=5387026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS844430A CS239996B1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS239996B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS443084A1 (en) 1985-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102351919B1 (en) Process and apparatus for producing powder particles by atomization of a feed material in the form of an elongated member
US20090022615A1 (en) Method of molding complex structures using a sacrificial material
JPS53120611A (en) Sintering furnace for powder metallurgy
JP5803197B2 (en) Metal powder manufacturing apparatus and metal powder manufacturing method
US5306365A (en) Apparatus and method for tapered heating of metal billet
CS239996B1 (en) Device for inductive heating of metallic half-finished products in protective environment
CN102802844A (en) Method for continuous thermal debinding of thermoplastic molding compounds
JPS60135505A (en) Method and apparatus for manufacturing spherical metal particle
JPS5534647A (en) Continuous sintering furnace for powder metallurgy
Dawson et al. The influence of the sintering temperature profile on the mineralogy and properties of iron ore sinters
GB1580932A (en) Induction-heated temperature equalization furnace or zone
CA1225536A (en) High efficiency reduction carburization
CN115682738A (en) Carbide high temperature calcining device
Benedyk The evolution of the smart container: achieving isothermal control in extrusion
JPS5457404A (en) D. l. sintering method
ES8704767A1 (en) Die for hot extrusion.
GB1250910A (en)
DE3175310D1 (en) Process and walking-beam furnace for the heating of products used in ferrous metallurgy
KR20190129420A (en) Apparatus of manufacturing foamed metal by thermal spray
KR102516451B1 (en) Railless support of the billet inside the electric induction heating coils
Saxena et al. Predicting part temperatures during sintering under production conditions using a simple PC-based model
RU2184012C1 (en) Installation for making sintered products
Howes Production of high quality parts by hot pressing metal particulates
Smarsly et al. Influence of Combined Die Forging(CDF) of Prealloyed Ti--6 Al--4 V Powder on Microstructure and Mechanical Properties
JPS6467589A (en) Roller hearth type baking furnace