RO132048A0 - Heat-treatment furnace with vibrating platform - Google Patents
Heat-treatment furnace with vibrating platform Download PDFInfo
- Publication number
- RO132048A0 RO132048A0 ROA201700134A RO201700134A RO132048A0 RO 132048 A0 RO132048 A0 RO 132048A0 RO A201700134 A ROA201700134 A RO A201700134A RO 201700134 A RO201700134 A RO 201700134A RO 132048 A0 RO132048 A0 RO 132048A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- vibrating platform
- heat
- vibrations
- treatment furnace
- heat treatment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/12—Arrangement of devices for charging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Invenția se referă la un „Cuptor de tratament termic cu platformă vibratoare” utilizat pentru încălzirea produselor cu scopul aplicării tratamentelor de recoacere, călire, revenire sau detensionare. Invenția realizează reducerea timpului de tratament termic și implicit a consumului de energie.The invention relates to a "vibrating platform heat treatment furnace" used for heating products for the purpose of applying annealing, heating, recovery or stressing treatments. The invention achieves the reduction of the time of heat treatment and implicitly of the energy consumption.
în toate domeniile industriale în care sunt prelucrate materiale metalice sunt aplicate diverse tratamente termice cu scopul modificării microstructurii și implicit a proprietăților produselor. Mecanismele de transformare a microstructurii care acționează la încălzirea, menținerea și răcirea materialelor se bazează pe procese de difuzie și autodifuzie provocate de diferența dintre energiile libere ale fazelor constituente ale materialului. Energia liberă este reprezentată de o funcție care caracterizează starea unui sistem termodinamic în care atomii execută mici oscilații în jurul nodurilor rețelei cristaline. Ea este influențată atât de variația temperaturii cât și de cea a presiunii.In all the industrial fields in which metallic materials are processed various thermal treatments are applied in order to modify the microstructure and implicitly the properties of the products. The mechanisms of transformation of the microstructure that act on heating, maintaining and cooling the materials are based on diffusion and self-diffusion processes caused by the difference between the free energies of the constituent phases of the material. Free energy is a function that characterizes the state of a thermodynamic system in which atoms perform small oscillations around the nodes of the crystalline network. It is influenced by both temperature and pressure variation.
La tratamentele termice clasice, în timpul menținerii pieselor la temperaturi ridicate, procesele de relaxare a tensiunilor, recristalizare, transformare alotropică, dizolvare a unor constituenți, difuzie și autodifuzie, se desfășoară ca efect al creșterii amplitudinii oscilațiilor atomilor, iar aceasta este o consecință a creșterii temperaturii, presiunea rămânând constantă.In classical thermal treatments, while maintaining the parts at high temperatures, the processes of tension relaxation, recrystallization, allotropic transformation, dissolution of some constituents, diffusion and self-diffusion, are carried out as an effect of increasing the amplitude of the oscillations of the atoms, and this is a consequence of the increase of the atoms. temperature, the pressure remaining constant.
Conform invenției, în piesele supuse încălzirii sunt generate vibrații care se propagă prin material sub forma unor unde elastice care produc variații de presiune în întreg volumul pieselor. Prin sinergia câmpului termic și a celui de oscilații mecanice, amplitudinea oscilațiilor atomilor crește, și în aceste condiții toate procesele care se desfășoară în timpul încălzirii și menținerii se desfășoară cu o viteză sporită. în aceste condiții durata încălzirii și menținerii la temperatura prescrisă poate fi substanțial redusă. Consumul de energie necesar generării oscilațiilor este mic în comparație cu economia de energie realizată prin reducerea duratei tratamentului termic.According to the invention, in the parts subjected to the heating, vibrations are generated that propagate through the material in the form of elastic waves that produce variations of pressure throughout the volume of the parts. Through the synergy of the thermal field and that of the mechanical oscillations, the amplitude of the oscillations of the atoms increases, and in these conditions all the processes that take place during the heating and the maintenance are carried out at an increased speed. Under these conditions, the duration of heating and maintaining at the prescribed temperature can be substantially reduced. The energy consumption required to generate oscillations is small compared to the energy savings achieved by reducing the duration of the heat treatment.
în continuare sunt prezentate câteva invenții conform cărora în timpul încălzirii sunt folosite câmpuri de unde mecanice care sunt aplicate cu scopul influențării microstrurii și a stării de tensiuni din material:The following are some inventions according to which during heating are used mechanical wave fields that are applied in order to influence the microstructure and the state of tension in the material:
- DE 102011114889 Al / 2013, Verfahren zur Verănderung der Gefugestruktur von Werkstoffen. Invenția descrie principiile unor procedee prin care microstructura și proprietățile materialelor metalice pot fi modificate sub influența simultană a încălzirii peste temperatura de recristalizare și a unui curent electric cu o variație complexă, sub acțiunea căruia sunt generate forțe care influențează dezvoltarea grăunților cristalini, într-un mod specific.- DE 102011114889 Al / 2013, Verfahren zur Verănderung der Gefugestruktur von Werkstoffen. The invention describes the principles of processes by which the microstructure and properties of metallic materials can be modified under the simultaneous influence of heating over the recrystallization temperature and of an electric current with a complex variation, under which forces are generated that influence the development of crystalline grains, in a way. specific.
Dezavantajele invenției constau în faptul că pentru aplicarea procedeelor revendicate sunt necesare echipamente electronice speciale care asigură generarea unui curent cu o variație complexă a tensiunii, amplificatoare de semnal electric, precum și sisteme electrice de transmitere a semnalelor, sisteme care trebuie protejate împotriva încălzirii. Conform invenției sunt revendicate doar procedee, fără prezentarea unor exemple de realizare și aplicare a procedeelor propuse.The disadvantages of the invention consist in the fact that for the application of the claimed processes, special electronic equipment is required which ensures the generation of a current with a complex voltage variation, electric signal amplifiers, as well as electrical signal transmission systems, systems that must be protected against heating. According to the invention, only processes are claimed, without presenting examples of implementation and application of the proposed processes.
CN 204007109 U / 2014 Ultrasonic vibration activation assisting sintering chamber electric furnace. Invenția se referă la un cuptor electric în care semifabrcatele supuse operației a 2017 00134CN 204007109 U / 2014 Ultrasonic vibration activation assisting sintering chamber electric furnace. The invention relates to an electric furnace in which the semi-factories subjected to the operation of 2017 00134
06/03/2017 de sinterizare sunt supuse acțiunii unui cămp ultrasonic cu scopul accelerării procesului de sinterizare. Dezavantajul constă în caracteristicile oscilațiilor din domeniul ultrasonic. La frecvențe ridicate, amplitudinea oscilațiilor particulelor care compun materialul sunt mici, astfel încât procesele de difuzie sunt influențate ntr-o măsură relativ redusă. Pentru obținerea unor efecte semnificative sunt necesare vibrații cu o accelerație cât mai mare, lucru care în domeniul ultrasonic poate fi realizat numai prin mărirea puterii traductorului care generează oscilațiile.06/03/2017 sintering are subjected to the action of an ultrasonic field in order to accelerate the sintering process. The disadvantage is the characteristics of the ultrasonic oscillations. At high frequencies, the amplitude of the oscillations of the particles that make up the material are small, so that the diffusion processes are influenced to a relatively small extent. In order to obtain significant effects, vibrations with the greatest acceleration are required, which in the ultrasonic field can be achieved only by increasing the power of the translator that generates the oscillations.
în lucrarea [Abdul Ghani Al-Olabi; Residual stresses and heat treatments for metallic welded componente, Doctoral thesis, Dublin City University, 1994] este evidențiat faptul că amplitudinea, respectiv accelerația oscilațiilor sunt factorii determinanți în procesele de difuzie și de reorganizare a dislocațiilor. Astfel, aplicarea unor oscilații cu frecvență mare și amplitudine mică este utilă pentru accelerarea operațiilor de sinterizare, fiind prevenit riscul de sfărâmare a semifabticatelor compuse din pulberi compactate. în situația produselor cu structură policristalină care sunt supuse diverselor tratamente termice, este preferabilă excitarea cu frecvență mică, sub lkH , care provoacă oscilații cu amplitudini și accelerații mari, fără riscul provocării unor rupturi intercristaline.in the work [Abdul Ghani Al-Olabi; Residual stresses and heat treatments for metallic welded components, Doctoral thesis, Dublin City University, 1994], it is emphasized that amplitude and acceleration of oscillations are the determining factors in the processes of diffusion and reorganization of dislocations. Thus, the application of oscillations with high frequency and low amplitude is useful for accelerating the sintering operations, being prevented the risk of crushing of semi-factories composed of compacted powders. In the case of products with polycrystalline structure that are subjected to various heat treatments, low frequency excitation, below lkH, which causes oscillations with large amplitudes and accelerations is preferable, without the risk of causing inter-crystalline breaks.
- CN 1752223 A / 2006 Heating and vibrating stress removing method for metal material. învenția se referă la o metodă de reducere a tensiunilor interne din construcțiile sudate de dimensiuni mari. Metoda constă în încălzirea locală la temperaturi sub 500°C concomitent cu vibrarea construcției pe o frecvență de rezonanță pe o perioadă mai mică de 30 minute. Dezavantajul metodei constă în faptul că prin încălzirea locală și vibrare, tensiunile interne sunt redistribuite într-un volum mai mare și astfel valoarea lor maximă scade, dar pe ansamblul construcției o bună parte din tensiuni sunt păstrate și sunt distribuite neuniform.- CN 1752223 A / 2006 Heating and vibrating stress removing method for metal material. The invention relates to a method of reducing the internal stresses of large welded constructions. The method consists of local heating at temperatures below 500 ° C, together with the vibration of the construction on a resonant frequency for a period of less than 30 minutes. The disadvantage of the method is that by local heating and vibration, the internal voltages are redistributed in a larger volume and thus their maximum value decreases, but throughout the construction a good part of the voltages are kept and are distributed evenly.
Scopul invenției este acela de a reduce durata tratamentelor termice efectuate în cuptoare încălzite electric sau cu gaze. Conform invenției, în timpul menținerii la temperatura recomandată, în piesele supuse tratamentului termic sunt generate vibrații cu frecvența reglabilă în limitele de 50...400 Hz, care asigură oscilații care au accelerații de 2...12 m/s2. Prin sinergia câmpului termic și a celui de oscilații mecanice cu amplitudine și accelerații mari, procesele de difuzie sunt accelerate, astfel încât timpul de menținere se reduce la mai puțin de jumătate față de timpul necesar aplicării unui tratament termic aplicat fără vibrații.The object of the invention is to reduce the duration of heat treatments carried out in electric or gas heated ovens. According to the invention, while maintaining the recommended temperature, vibrations with adjustable frequency within the limits of 50 ... 400 Hz are generated in the parts subjected to the heat treatment, which ensures oscillations having accelerations of 2 ... 12 m / s 2 . Through the synergy of the thermal field and the one of mechanical oscillations with amplitude and high accelerations, the diffusion processes are accelerated, so that the retention time is reduced to less than half compared to the time required to apply a heat treatment applied without vibration.
Invenția poate fi aplicată pentru accelerarea următoarelor tratamente termice:The invention can be applied to accelerate the following heat treatments:
Recoacerea de detensionare (oțel, fontă T = 450...600°C);Stress annealing (steel, cast iron T = 450 ... 600 ° C);
Recoacerea de recristalizare (diferite aliaje T>0,4Ttop [K]);Recrystallization annealing (different T alloys> 0.4T top [K]);
- Recoacerea de înmuiere - globulizare (oțel, T = A, ± 30°C);- Softening annealing - globularization (steel, T = A, ± 30 ° C);
Recoacerea obișnuită (oțel, T = A3 + 30°C);Normal annealing (steel, T = A3 + 30 ° C);
- Normalizare (oțel, T = A3, A5 + 30°C);- Normalization (steel, T = A3, A5 + 30 ° C);
- Recoacere de omogenizare (oțel, T - 950... 1200°C);- Homogenization annealing (steel, T - 950 ... 1200 ° C);
- Revenire (oțel, T = 190...600°C);- Return (steel, T = 190 ... 600 ° C);
- îmbătrânire (aliaje de aluminiu, T = 180°C); încălzirea pentru călire (oțel, T = A3 + 30°C).- aging (aluminum alloys, T = 180 ° C); heating for tempering (steel, T = A3 + 30 ° C).
Problemele tehnice pe care le rezolvă invențiaThe technical problems that the invention solves
Reduce consumul de energie la tratament termic - procesele sunt ecologizate;Reduces energy consumption at heat treatment - processes are environmentally friendly;
a 2017 00134to 2017 00134
06/03/201703/06/2017
- Consumul de energie al excitatorului și al convertorului de frecvență este redus;- The power consumption of the exciter and frequency converter is reduced;
- Crește productivitatea, se reduc cheltuielile de fabricație;- Increases productivity, reduces manufacturing costs;
Prin reducerea timpului de tratament, se reduce oxidarea și decarburarea suprafețelor;By reducing the treatment time, the surface oxidation and decarburization is reduced;
- Frecvența și puterea oscilațiilor poate fi reglată în funcție de masa încărcăturii, astfel încât accelerația la nivelul pieselor să fie optimă, iar în zona componentelor ceramice ale cuptorului, influența vibrațiilor să fie minimă.- The frequency and power of the oscillations can be adjusted according to the mass of the load, so that the acceleration at the level of the parts is optimal, and in the area of the ceramic components of the oven, the influence of vibrations is minimal.
Protecția termică a excitatorului electromagnetic este asigurată de un răcitor prin care circulă apă;The thermal protection of the electromagnetic exciter is provided by a cooler through which water flows;
Sistemul de vibrare poate fi aplicat cuptoarelor încălzite electric sau cu gaze.The vibration system can be applied to electric or gas heated ovens.
în continuare se prezintă un exemplu de realizare a invenției cu referire la figura 1.The following is an example of an embodiment of the invention with reference to Figure 1.
Fig.l „Cuptor de tratament termic cu platformă vibratoare”Fig.l "Heat treatment furnace with vibrating platform"
Conform invenției, cuptorul de tratament termic cu platformă vibratoare (1) este prevăzut în exterior cu un suport (2) pe care este fixat un vibrator electromagnetic liniar sau cu întrefier (3) care este alimentat cu un curent alternativ sau impulsuri cu frecvență reglabilă în limitele 50...400 Hz, furnizat de către convertorul de frecvență (4). Protecția împotriva transmiterii căldurii din cuptor spre vibrator este realizată de răcitorul (5) prin care circulă apă.According to the invention, the heat treatment furnace with vibrating platform (1) is provided externally with a support (2) on which is fixed a linear electromagnetic vibrator or with air gap (3) which is supplied with an alternating current or pulses with adjustable frequency in limits 50 ... 400 Hz, provided by the frequency converter (4). The protection against heat transfer from the furnace to the vibrator is achieved by the chiller (5) through which water flows.
Vibrațiile produse de vibratorul electromagnetic sunt transmise prin intermediul tijei de cuplare (6) spre platforma vibratoare (7) care este așezată prin intermediul bilelor ceramice (8) pe placa de bază (9) în care sunt executate alveole sferice care au o rază mai mare cu 50...60% față de raza bilelor ceramice. în aceste condiții, pieselor (11) așezate pe platforma vibratoare li se transmit vibrații care în plan orizontal prezintă o accelerație mai mare (ax), iar în plan vertical o accelerație mai redusă (ay).The vibrations produced by the electromagnetic vibrator are transmitted through the coupling rod (6) to the vibrating platform (7) which is placed through the ceramic balls (8) on the base plate (9) in which spherical chambers having a larger radius are executed. with 50 ... 60% compared to the radius of the ceramic balls. In these conditions, the parts (11) placed on the vibrating platform are transmitted vibrations which in a horizontal plane have a greater acceleration (a x ), and in a vertical plane a lower acceleration (a y ).
Pentru cuptoarele care au temperatura de lucru mai mică de 600°C, bilele ceramice pot fi înlocuite cu arcuri care asigură vibrațiile libere ale platformei vibratoare, iar energia transmisă spre placa de bază este diminuată.For ovens with a working temperature below 600 ° C, ceramic balls can be replaced with springs that provide free vibration of the vibrating platform, and the energy transmitted to the base plate is diminished.
Placa termo-rezistentă și vibro-absorbantă (10) amortizează componenta verticală a vibrațiilor care sunt transmise componentelor ceramice ale cuptorului, evitându-se astfel degradarea în timp a acestora.The heat-resistant and vibro-absorbent plate (10) dampens the vertical component of the vibrations that are transmitted to the ceramic components of the oven, thus avoiding their degradation over time.
Modulul de programare, termoreglare și comandă (12) asigură funcționarea cuptorului conform parametrilor impuși pentru aplicarea tratamentului termic ales.The module of programming, thermoregulation and control (12) ensures the operation of the oven according to the parameters imposed for the application of the heat treatment chosen.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO201700134A RO132048B1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Heat-treatment furnace with vibrating platform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO201700134A RO132048B1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Heat-treatment furnace with vibrating platform |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO132048A0 true RO132048A0 (en) | 2017-07-28 |
RO132048B1 RO132048B1 (en) | 2022-03-30 |
Family
ID=59380984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RO201700134A RO132048B1 (en) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Heat-treatment furnace with vibrating platform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO132048B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108774667A (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-09 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | A kind of device and method for eliminating stress using heat aging and oscillating aging collaboration |
-
2017
- 2017-03-06 RO RO201700134A patent/RO132048B1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108774667A (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-09 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | A kind of device and method for eliminating stress using heat aging and oscillating aging collaboration |
CN108774667B (en) * | 2018-07-04 | 2019-11-08 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | A kind of device and method for eliminating stress using heat aging and oscillating aging collaboration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RO132048B1 (en) | 2022-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101906599B (en) | Composite destressing process method | |
Xie et al. | Constitutive model of 6063 aluminum alloy under the ultrasonic vibration upsetting based on Johnson-Cook model | |
CN108531836A (en) | A kind of heat treatment technics preparing the low residual stress aluminium alloy of high-performance | |
Liu et al. | Effects of power ultrasonic treatment on microstructure and mechanical properties of T10 steel | |
Jung et al. | Enhancement of fatigue life of aluminum alloy affected by the density of pulsed electric current | |
KR102608758B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
RO132048A0 (en) | Heat-treatment furnace with vibrating platform | |
Gu et al. | Reduction of pulsed-laser surface irradiation induced residual stress using ultrasonic vibration method | |
Yin et al. | Superior mechanical properties of 40Cr steel obtained by quenching and microstress relieving under electropulsing | |
Xie et al. | Effects of ultrasonic vibration on performance and microstructure of AZ31 magnesium alloy under tensile deformation | |
CN103333995A (en) | Technological method and device for ultrasound-assisted quenching | |
JP2017031473A (en) | Two-phase stainless steel, manufacturing method and manufacturing device of two-phase stainless steel | |
RU2451583C2 (en) | Method of decreasing residual strain in welded metal joints | |
CN101736213A (en) | Method to toughen and malleableize the amorphous alloy by ultrasonic processing | |
CN104017979A (en) | Heat treatment method for improving properties of high-strength aluminum alloy stirring friction welding joint | |
RU2389821C2 (en) | Procedure for thermal treatment of cast items or work pieces out of silumin ak7 | |
US2798832A (en) | Method of hardening ferrous metals | |
Lin et al. | Effect of pulse electric current stimulation on the microstructure, mechanical properties and thermal fatigue behavior of cast-hot-working die steel | |
RU2015151937A (en) | A method of producing composite alloys and installation for its implementation | |
CN106086557A (en) | A kind of Mn Cu Al temperature-sensitive damp alloy material and preparation method thereof | |
Zhang et al. | Effects of rotating magnetic and ultrasonic fields on the microstructure and mechanical properties of Al-8 wt.% Si alloy | |
RU2153010C1 (en) | Method of heat treatment of casting from malleable cast iron with chills in its structure | |
JP2008535172A (en) | Rapid and homogeneous heat treatment of large metal samples using high power microwaves | |
JP6087402B2 (en) | Spheroidal graphite cast iron and method for producing the same | |
Belozerov et al. | THE SCHEME OF THE PROCESS OF VIBRATION STABILIZING PROCESSING OF PARTS AND THE SCHEME OF ITS IMPLEMENTATION |