RU180719U1 - Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий - Google Patents

Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий Download PDF

Info

Publication number
RU180719U1
RU180719U1 RU2017115438U RU2017115438U RU180719U1 RU 180719 U1 RU180719 U1 RU 180719U1 RU 2017115438 U RU2017115438 U RU 2017115438U RU 2017115438 U RU2017115438 U RU 2017115438U RU 180719 U1 RU180719 U1 RU 180719U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
oxidation
thermal oxidation
sleeve
supplying
Prior art date
Application number
RU2017115438U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Фомин
Андрей Юрьевич Щелкунов
Игорь Владимирович Родионов
Владимир Александрович Кошуро
Иван Святославович Егоров
Алексей Владимирович Войко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2017115438U priority Critical patent/RU180719U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU180719U1 publication Critical patent/RU180719U1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10Oxidising
    • C23C8/16Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/30Inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электрооборудованию для термического оксидирования малогабаритных титановых изделий технического (конструкционного) и медицинского назначения, например, метизных изделий, ортопедических, ортодонтических и стоматологических имплантатов. В устройстве для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий, включающем цилиндрическую камеру оксидирования, присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, системы нагрева и охлаждения, защитный кожух, присоединительную втулку с наружной резьбой, согласно новому техническому решению, цилиндрическая камера оксидирования выполнена в вертикальном положении, с нижней стороны камеры расположена опорная втулка с отверстиями, зафиксированная переходной втулкой, в которой закреплен присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, кроме того с противоположной стороны посредством присоединительной втулки закреплен редукционный регулируемый клапан. Технический результат полезной модели состоит в возможности проведения термического оксидирования малогабаритных титановых изделий при разном давлении и составе окислительной среды, что позволяет эффективно проводить и контролировать процесс оксидирования. 1 фиг.

Description

Полезная модель относится к электрооборудованию для термического оксидирования малогабаритных титановых изделий технического (конструкционного) и медицинского назначения, например, метизных изделий, ортопедических, ортодонтических и стоматологических имплантатов.
Для повышения твердости и стойкости к царапанию, а также снижения коэффициента трения скольжения титановых сплавов, на их поверхности электрохимическими и термическими методами формируют функциональные оксидные покрытия. Известные способы электрохимического оксидирования титана характеризуются значительной продолжительностью процесса или его технологической сложностью, а также токсичностью используемых веществ [Титановые сплавы в машиностроении / Чечулин Б.Б., Ушков С.С., Разуваева И.Н., Гольдфайн В.Н. // Л.: Машиностроение, 1977. - 248 с.]. В большинстве известных устройств для термического оксидирования не предусмотрена техническая возможность для нагрева изделий в окислительной атмосфере с заданными параметрами состава и давления.
Известно устройство для газотермического оксидирования изделий из титана и его сплавов, содержащее камеру оксидирования с внешним нагревательным элементом, узлы для подачи окислительной и защитной охлаждающей газовых сред, узел для отвода отработавшей газовой среды, систему охлаждения в виде жидкостных контуров и термопару [патент RU на полезную модель №89528 / И.В. Родионов, К.Г. Бутовский, А.А. Фомин // Устройство для газотермического оксидирования изделий из титана и его сплавов. - 2009.].
Недостатком конструкции данного электротермического устройства является отсутствие технической возможности, обеспечивающей ускоренный нагрев металлических имплантатов до задаваемой температуры и снижение продолжительности процесса оксидирования. Кроме того, электротермическое устройство имеет конструктивно сложные элементы, такие как контуры жидкостного охлаждения камеры, шлюзовой затвор, которые существенно усложняют эксплуатацию устройства.
Известно устройство для оксидирования имплантатов из нержавеющих сталей, включающее цилиндрическую камеру оксидирования, выполненную открытой с одной стороны для естественного поступления воздушной среды в объем камеры, и закрытой крышкой с защелкой с другой противоположной стороны для предотвращения рассеивания тепла и погрешности задаваемого температурного режима в камере [патент RU на полезную модель №89528 / И.В. Родионов // Устройство для оксидирования имплантатов из нержавеющих сталей. - 2010.].
Недостатком конструкции данного электротермического устройства является отсутствие технической возможности, обеспечивающей ускоренный нагрев металлических имплантатов до задаваемой температуры и снижение продолжительности процесса оксидирования. Кроме того, электротермическое устройство имеет конструктивно сложный элемент - контур жидкостного охлаждения камеры, который усложняет эксплуатацию устройства.
Ближайшим прототипом, по мнению авторов, является устройство для газотермического оксидирования медицинских металлических имплантатов, включающее цилиндрическую камеру оксидирования, выполненную открытой с одной стороны для поступления окислительной среды в рабочий объем камеры и закрытой с другой противоположной стороны крышкой, системы нагрева и охлаждения. Цилиндрическая камера оксидирования выполнена с открытой стороны с присоединительным элементом для подвода газовой окислительной среды, с закрытой стороны имеет присоединительную втулку с наружной резьбой и завинчивающуюся крышку с внутренней резьбой, а системы нагрева и охлаждения камеры оксидирования выполнены в виде водо-охлаждаемого спирального индукционного нагревателя, [патент RU на полезную модель №132802 / И.В. Родионов, А.А. Фомин, А.Б. Штейнгауэр // Устройство для газотермического оксидирования медицинских металлических имплантатов. - 2013.].
Недостатком конструкции данного электротермического устройства является отсутствие технической возможности, обеспечивающей эффективное заполнение камеры газовой смесью с заданными параметрами состава и давления, а также обновление окислительной среды в процессе индукционно-термического оксидирования. Кроме того, в данном устройстве отсутствуют конструктивные выполняющие роль предохранительного клапана.
Задача полезной модели заключается в разработке конструкции электротермического устройства, создающей техническую возможность для заполнения камеры газовой смесью с заданными параметрами состава и давления, обновления окислительной среды в процессе индукционно-термического оксидирования, что позволит эффективно проводить процесс термического оксидирования и контролировать его.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий, включающем цилиндрическую камеру оксидирования, присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, системы нагрева и охлаждения, защитный кожух, присоединительную втулку с наружной резьбой, содержащее цилиндрическую камеру оксидирования, присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды в упомянутую камеру, установленные с внешней стороны цилиндрической камеры оксидирования защитный кожух, систему нагрева и охлаждения, включающую спиральный индукционный нагреватель с полостью для циркуляции воды, а также присоединительную втулку с наружной резьбой, согласно новому техническому решению, цилиндрическая камера оксидирования установлена в вертикальном положении, при этом с нижней стороны упомянутой камеры установлена керамическая опорная втулка с отверстиями, зафиксированная керамической переходной втулкой, в которой закреплен упомянутый присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, на верхней части упомянутой камеры посредством неразъемного клеевого соединения закреплены присоединительная втулка с наружной резьбой и регулируемый редукционный клапан, который посредством резьбового элемента присоединен к присоединительной втулке
Технический результат полезной модели состоит в возможности проведения термического оксидирования малогабаритных титановых изделий при разном давлении и составе окислительной среды, что позволяет эффективно проводить и контролировать процесс оксидирования.
Описание конструкции.
На фиг. приведена конструкция устройства для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий, где позициями обозначено: 1 - цилиндрическая камера оксидирования, 2 - керамическая опорная втулка с отверстиями, 3 - керамическая переходная втулка, 4 - присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, 5 - система нагрева и охлаждения, 6 - спиральный индукционный нагреватель, 7 - полость для циркуляции воды, 8 - защитный кожух, 9 - присоединительная втулка с наружной резьбой, 10 - регулируемый редукционный клапан, 11 - резьбовой элемент с внутренней резьбой, 12 - присоединительный элемент для отвода газовой окислительной среды, 13 - регулировочный винт.
В цилиндрической вертикальной камере оксидирования 1 с нижней стороны расположена керамические опорная втулка 2 с отверстиями для равномерного распределения потока газовой окислительной среды внутри камеры. Керамическая переходная втулка 3 фиксирует опорную втулку 2, а также присоединительный элемент 4 для подвода газовой окислительной среды, причем соединение данных трех элементов осуществляется с плотной посадкой. На верхней части камеры оксидирования 1 с помощью неразъемного клеевого соединения закреплены присоединительная втулка 9 с наружной резьбой и регулируемый редукционный клапан 10 посредством резьбового элемента 11 с внутренней резьбой. Редукционный клапан 10 предназначен для поддержания заданного давления окислительной газовой среды в камере оксидирования 1 в процессе оксидирования, а также для отвода газовой среды при ее обновлении в процессе оксидирования. Причем внутренняя резьба редукционного клапана 10 совпадает с наружной резьбой присоединительной втулки 9. В редукционном клапане 10 предусмотрены присоединительный элемент 12 для отвода газовой окислительной среды, а также регулировочный винт 13. С внешней стороны цилиндрической камеры оксидирования 1 располагается система нагрева и охлаждения 5, включающая спиральный индукционный нагреватель 6 с полостью для циркуляции воды 7, а также защитный кожух 8.
Устройство работает следующим образом. При снятом регулируемом редукционном клапане 10 производят загрузку обрабатываемых малогабаритных титановых изделий в цилиндрическую камеру оксидирования 1 устройства. Причем изделия устанавливаются на керамическую опорную втулку 2. После загрузки изделий закрывают цилиндрическую камеру оксидирования 1 с одной стороны, присоединяя редукционный клапан 10 с резьбовым элементом 11 к присоединительной втулке 9 посредством резьбового соединения. Такой тип присоединения редукционного клапана 10 к камере оксидирования 1 является функционально удобным и конструктивно простым в процессе эксплуатации устройства, обеспечивает техническую возможность нагнетания и обновления окислительной газовой среды при заданной величине давления. К присоединительному элементу 12 подключают газоотводящее устройство (на фиг. не обозначено).
С нижней стороны камеры оксидирования 1 через присоединительный элемент 4 и керамическую переходную втулку 3 осуществляют принудительную подачу окислительной газовой среды. Посредством регулировочного винта 13 ограничивают максимальное давление окислительной среды. Далее включают систему нагрева и охлаждения 5, что предусматривает постоянную циркуляцию воды через полость 7 спирального индукционного нагревателя 6 в виде металлической трубки, на который подают переменное напряжение от генератора (на чертеже не показан). Безопасность эксплуатации устройства обеспечивают наличием защитного кожуха 8. При включении системы нагрева и охлаждения 5, генерируемые в титановом изделии вихревые токи с помощью спирального индукционного нагревателя 6 способствуют нагреву изделия до задаваемой температуры. При эксплуатации устройства нагрев до заданной температуры оксидирования определяют по теплокинетическим зависимостям, полученным с применением бесконтактного пирометрического метода измерения температуры при снятом редукционном клапане 10. По завершению процесса термического оксидирования производят отключение системы нагрева и охлаждения 5 и прекращают подвод газовой окислительной среды через присоединительный элемент 4. При завершении процесса оксидирования производят отсоединение редукционного клапана 10 с внутренней резьбой от присоединительной втулки 9 и извлекают титановое изделие из устройства.
Предложенное устройство для термического оксидирования малогабаритных титановых изделий характеризуется простотой конструктивного исполнения и эксплуатационной надежностью, позволяющей проводить процесс при заданном давлении и составе окислительной среды, что в свою очередь существенно увеличивает эффективность процесса оксидирования и его контроля.

Claims (1)

  1. Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий, содержащее цилиндрическую камеру оксидирования, присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды в упомянутую камеру, установленные с внешней стороны цилиндрической камеры оксидирования защитный кожух, систему нагрева и охлаждения, включающую спиральный индукционный нагреватель с полостью для циркуляции воды, а также присоединительную втулку с наружной резьбой, отличающееся тем, что цилиндрическая камера оксидирования установлена в вертикальном положении, при этом с нижней стороны упомянутой камеры установлена керамическая опорная втулка с отверстиями, зафиксированная керамической переходной втулкой, в которой закреплен упомянутый присоединительный элемент для подвода газовой окислительной среды, на верхней части упомянутой камеры посредством неразъемного клеевого соединения закреплены присоединительная втулка с наружной резьбой и регулируемый редукционный клапан, который посредством резьбового элемента присоединен к присоединительной втулке.
RU2017115438U 2017-05-02 2017-05-02 Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий RU180719U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017115438U RU180719U1 (ru) 2017-05-02 2017-05-02 Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017115438U RU180719U1 (ru) 2017-05-02 2017-05-02 Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU180719U1 true RU180719U1 (ru) 2018-06-21

Family

ID=62712566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017115438U RU180719U1 (ru) 2017-05-02 2017-05-02 Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU180719U1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194661U1 (ru) * 2019-08-02 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования металлических изделий
RU194660U1 (ru) * 2019-08-02 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования металлических изделий
RU215090U1 (ru) * 2022-05-05 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Цилиндрическая камера для азотирования малогабаритных изделий из инструментальной стали

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5697997A (en) * 1992-12-07 1997-12-16 Nobel Biocare Ab Method and device for preparing implant surfaces
RU132802U1 (ru) * 2013-04-09 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования медицинских металлических имплантатов
US20160138516A1 (en) * 2013-06-14 2016-05-19 Ks Kolbenschmidt Gmbh Method for producing an oxidation protection layer for a piston for use in internal combustion engines and piston having an oxidation protection layer
RU2611617C1 (ru) * 2015-10-08 2017-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования оксидных покрытий на изделиях из титановых сплавов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5697997A (en) * 1992-12-07 1997-12-16 Nobel Biocare Ab Method and device for preparing implant surfaces
RU132802U1 (ru) * 2013-04-09 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования медицинских металлических имплантатов
US20160138516A1 (en) * 2013-06-14 2016-05-19 Ks Kolbenschmidt Gmbh Method for producing an oxidation protection layer for a piston for use in internal combustion engines and piston having an oxidation protection layer
RU2611617C1 (ru) * 2015-10-08 2017-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Способ формирования оксидных покрытий на изделиях из титановых сплавов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194661U1 (ru) * 2019-08-02 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования металлических изделий
RU194660U1 (ru) * 2019-08-02 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Устройство для газотермического оксидирования металлических изделий
RU215090U1 (ru) * 2022-05-05 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Цилиндрическая камера для азотирования малогабаритных изделий из инструментальной стали

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU132802U1 (ru) Устройство для газотермического оксидирования медицинских металлических имплантатов
RU180719U1 (ru) Устройство для индукционно-термического оксидирования малогабаритных титановых изделий
ES2401740T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la supervisión térmica de un recipiente de cocción calentable por inducción
ES2292299B1 (es) Dispositivo de calentamiento para una cocina de induccion.
ES2210880T3 (es) Procedimiento para la puesta en servicio de un aparato termoelectrico.
TW201230200A (en) Vertical-type heat treatment apparatus, and control method for same
CN201107673Y (zh) 磁体温度控制装置
KR101500421B1 (ko) 도료의 점도 및 유동성 관리장치
US11782464B2 (en) Adaptive closed loop control method for a cooking appliance
RU2542447C1 (ru) Стерилизатор паровой
RU89528U1 (ru) Устройство для газотермического оксидирования изделий из титана и его сплавов
JPS61189843A (ja) 歯科分野等における精密鋳造方法およびその方法を実施する装置
CN204428441U (zh) 中药煎药器
JP2002333103A (ja) 過熱蒸気発生方法及びその装置
JP6419009B2 (ja) 調理器及び調理方法
SI1752726T1 (sl) Prenosni sistem za tekoče kovine
JP2021532521A (ja) ソーク時間自動補正および加熱異常自己診断機能を備えた産業用温度制御装置およびその方法
RU215090U1 (ru) Цилиндрическая камера для азотирования малогабаритных изделий из инструментальной стали
JP6536495B2 (ja) 昇温装置、結晶育成装置、抵抗ヒーターの温度制御方法及び結晶育成方法
RU178742U1 (ru) Устройство для индукционно-термического оксидирования вертлужных компонентов эндопротезов
CN211856232U (zh) 一种多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置
CN208205423U (zh) 一种双回路导热油加热器
CN201516211U (zh) 输液加热装置
CN204093474U (zh) 蒸汽保温装置
JPH1137558A (ja) 液体加熱方法