SU1014932A1

SU1014932A1 - Method for heat treating of products

Info

Publication number: SU1014932A1
Application number: SU813315430A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Козинец; Георгий Наумович Хейфец; Валерий Иванович Сокур; Марк Яковлевич Сосновский; Ирина Николаевна Ефимова; Павел Львович Миропольский; Ольга Тихоновна Никольская
Priority date: 1981-07-07
Filing date: 1981-07-07
Publication date: 1983-04-30

Abstract

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ из легкоокисл ющихс металлов и сплавов, включающий нагрев их в вакууме с последующим охлаждвнием в Зсшщтном газе, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени качества изделий путем исклю чени окислени и газонасыще и их поверхности, в процессе охлаждени давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного. (ЛA METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF EQUIPMENT FROM EASY-ACIDING METALS AND ALLOYS, including heating them in vacuum with subsequent cooling in an inert gas, so that, in order to improve the quality of products, by eliminating oxidation and gassing and their surfaces, in the course of cooling, the pressure of the protective gas is increased proportionally to the decrease in the temperature of the products to atmospheric. (L

Description

1one

К.TO.

,(f 2J/ // В 7, (f 2J / // B 7

ФФ Ф п1пФФФФФпЁFF F p1pFPFFFF

ОтцД ФФФФ ф1епФФФФ рр Гл „ /.. iJ I. -JOtsD FFFP f1epPFPP pp Ch. „/ .. iJ I. -J

3.,J2&JCX3I Изобретение относитс к термиче кой обработке и может быть использовано при термообработке труб и другого проката, в частности, из легкоокисл ющихс металлов и сплаво на их основе. Известен способ термической обра ботки изделий, включающий нагрев и охлаждение в защитном газе t1. Однако способ не обеспечивает необходимое качество изделий из лег коокисл ющихс металлов и сплавов. Это обусловлено т,ем, что в процессе термообработки происходит окисление поверхности изделий кислородсодержа ми примес ми, наход щимис в защитном газе. В этом случае при непрерывной продувке камер печи защитным газом концентраци кислородсодержащих при месей над поверхностью термообрабат ваемого издели , завис ща от степе ни очистки газа и его давлени в камере как в процессе нагрева, так и в процессе охлаждени изделий остаетс практически посто нной и в р де случаев вл етс недопустимо с точки зрени возможного окислени изделий и неблагопри тного газонасыщени их. В то же врем .операции по глубокой очистке и осушке газа вл ютс трудоемкими и дорогосто щими . Наиболее близким по технической сущности- к предлагаемому вл етс способ термической обработки издели из легкоокисл ющихс металлов и спл ВОВ, включающий нагрев их в вакууме с последующим охлаждением в защитном газе 2. Способ улучшает качество поверхности вследствие нагрева изделий в вакууме. Однако он также не обеспечивает требуемое качество изделий и приводит к недопустимому окислени и газонасыщению псэверхности изделий из легкоокисл ющихс металлов и спла ВОВ. Это объ сн етс тем, что в процессе охлаждени Давление защитного газа остаетс посто нным, близ ким к атмосферному, обуславлива посто нство концентраций кислородсодержащих и других активных примесей защитного газа, которые, взаимодейству с поверхностью охлаждаем изделий, окисл ют ее и насыщают поверхностный слой, особенно при начальных высоких температурах издели ( более 1000°С). Если же охлаждение изделий Осуществл ть при пбсто нном низком дав лении защитного газа, при котором концентраци примесей безопасна с точки зрени окислени поверхности и насыщени поверхностного сло , то резко снижаетс скорость охлажде ни , особенно при пониженных iieMneратурах издели , когда дол теплоотдачи излучением практически ничтожна, Цель изобретени - повышение качества изделий путем исключени окислени и газонасыщени их поверхности. Поставленна цель достигаетс согласно способу термической обработки изделий из легкоокисл ющихс металлов и сплавов, включающему нагрев их Б вакууме с последующим охлаждением в защитном газе, в процессе охлаждени давление защитного газа увеличивают пропорционально снижению температуры изделий до атмосферного. В предлагаемом способе давление защитного газа над поверхностью охлаждаемых изделий увеличивают с понижением их температуры в диапазоне ЮОО-ЮО с постепенно, чтобы, с одной стороны, ограничить концентрацию кислородсодержащих и других активных примесей газа в допустимых пределах, исключающих окисление и недопустимое газонасыщение изделий,с другой стороны, чтобы при сохранении безокислительных условий охлаждени обеспечить максимально возможные скорости теплоотдачи от изделий к газу вследствие усилени конвекции и теплопроводности при пониженных температурах. С понижением температуры скорости неблагопри тных реакций взаимодействи материала изделий с примес ми газа снижаютс , и поэтому безокислительное охлаждение изделий с исключением их недопустимого газонасыщени может быть обеспечено при более высоких давлени х защитного газа. По мере охлаждени изделий до безопасной с точки зрени окислени и газонасыщени их. поверхности давление защитного газа следует повышать постепенно до с№мосферного , увеличива скорость охлаждени , исключа газонасыщение металла и окисление его поверхности. На чертеже изображена схема устройства , реализующего предлагаемый способ. Устройство включает стол 1 дл загрузки изделий, шлюзовую камеру 2 дл загрузки обрабатываемых изделий , камеры 3 нагрева, камеры 4 охлаждени , шлюз 5 дл разгрузки обрабатываемых изделий, вакуумные насосы 6, кран-натекатель 7 дл дозированной подачи защитного газа, устройство 8 дл осушки и очистки газа, баллоны 9 с защитным газом, стол 10 дл ; разгрузки изделий, технологические затворы 11 - 15. Способ реализуют следующим образом . Издели , предназначенные дл термической обработки, размещают на столе 1 загрузки. В ишюзовой камерь поддерживают атмосферное давление. При загрузке открывают технологический затвор 11 и садку изделий на роликах или при помощи какоголибо другого механизма перемещают в шлюзовую камеру, загрузки. В это времй в камерах нагрева и охлаждени давление 1,33-10Па. Закрывают технологический затвор 11 и производ т откачку шлюзовой камеры до необходимого вакуума. Затем открывают технологический затвор 12 и осадку изделий перемещают в камеру нагрева, где производ т нагрев изделий до заданной температуры после чего открывают затвор 13 л издели перемещают в камеру охлаждени . В процессе охлаждени издели открывают кран-натекатель, через ко торый осуществл ют дозированную подачу защитного таза, поступающего через устройство дл осушки и очист ки из бсшлона с защитным газом. Защитный газ подают в таких дозах, чтобы давление в камере измен лось в соответствии со снижением температуры . Дозированную подачу защитного га за в зависимости от температуры охлаждаемых изделий можно осуществл т с помощью автоматического программн го устройства (не показано). По мере снижени температуры изделий до уровней, при которых безопасными станов тс концентрации при месей подаваемого газа, подачу защи ного газа увеличивают до атмосферно давлени . После охлаждени изделий в камере охлаждени до 100°С открывают технологический затвор 14 и садку изделий перемещают в шлюз дл разгрузки. Во врем перемещени садки кран-натекатель перекрывают. Дл выгрузки термообработанных изделий на воздух технологический затвор 14 закрывают, в шлюз дл разгрузки напускают возух и через технологический затвор 15 садКУ изделий выдают на стол дл разгрузки. В процессе охлаждени изделий вакуумный насос камеры охлаждени перекрыт: либо работает при давлении в KaNKpe, базопасном с точки .зрени натекани воздуха в камеру через неплотности. В момент перемещени садки из ка«-меры охлаждени в шлюз дл разгрузки изделий, а также во врем закрыти затвора 14, камеры охлаждени откачиваетс до рабочего вакуума. Благодар этому последующее открытие затвора 13 дл перемещени очередной садки из Кс1меры нагрева в камеру охлаждени уже безопасно с точки зрени попадани части защитного газа в объем камеры нагрева. Описанный рабочий цикл повтор етс периодически. Предлагаемый способ по сравнению с известным позволит исключить окисление поверхности издели (после термообработки поверхность издели светла , блест ща , без следов окислени и предотвратить газонасыщение , что в свою очередь повысит качество термообработки изделий.3., J2 & JCX3I The invention relates to heat treatment and can be used in the heat treatment of pipes and other products, in particular, from light-acidic metals and alloys based on them. The known method of heat treatment of products, including heating and cooling in protective gas t1. However, the method does not provide the required quality of products from light-oxidizing metals and alloys. This is due to the fact that during the heat treatment process, the surface of products is oxidized by oxygen-containing impurities in a protective gas. In this case, with continuous purging of the furnace chambers with protective gas, the concentration of oxygen-containing substances above the surface of the heat-treated product, depending on the degree of gas purification and its pressure in the chamber, remains almost constant in the heating process and during cooling. In this case, it is unacceptable from the point of view of possible oxidation of products and their unfavorable gas saturation. At the same time, deep cleaning and gas drying operations are laborious and expensive. The closest to the technical essence of the present invention is a method of heat treatment of a product from light-acid metals and alloy BOB, including heating them in vacuum with subsequent cooling in protective gas 2. The method improves the surface quality due to heating of the products in vacuum. However, it also does not provide the required quality of products and leads to unacceptable oxidation and gas saturation of the ps-supernovae of products from light-oxidizing metals and alloys. This is due to the fact that during the cooling process the protective gas pressure remains constant, close to atmospheric, causing the concentration of oxygen-containing and other active protective gas impurities, which, interacting with the surface, cool the products, oxidize it and saturate the surface layer, especially at the initial high temperatures of the product (more than 1000 ° C). If the cooling of the products is carried out at a constant low pressure of the protective gas, at which the concentration of impurities is safe from the point of view of surface oxidation and saturation of the surface layer, then the cooling rate decreases sharply, especially at reduced iieMneratures of the product, when the fraction of heat transfer by radiation is almost negligible, The purpose of the invention is to improve the quality of products by eliminating the oxidation and gas saturation of their surface. The goal is achieved according to the method of heat treatment of products from light-oxidizing metals and alloys, including heating them in vacuum and then cooling in protective gas. In the process of cooling, the pressure of protective gas increases in proportion to the temperature of the products to atmospheric. In the proposed method, the pressure of the protective gas above the surface of the cooled products is increased with a decrease in their temperature in the range of YuOO-YuO with gradually, on the one hand, to limit the concentration of oxygen-containing and other active gas impurities within acceptable limits, excluding oxidation and unacceptable gas saturation of products, on the other to ensure the highest possible heat transfer rates from products to gas due to increased convection and heat conduction while maintaining non-oxidizing cooling conditions minute at lower temperatures. With a decrease in temperature, the speed of adverse reactions of the interaction of the material of products with gas impurities decreases, and therefore, non-oxidative cooling of products with the exception of their unacceptable gas saturation can be achieved at higher protective gas pressures. As the products cool to a safe point of view of oxidation and gas saturation. The surface pressure of the protective gas should be increased gradually to atmospheric pressure, increasing the cooling rate, excluding the gas saturation of the metal and the oxidation of its surface. The drawing shows a diagram of the device that implements the proposed method. The device includes a table 1 for loading the products, a lock chamber 2 for loading the products to be processed, a heating chamber 3, a cooling chamber 4, a lock 5 for unloading the products to be processed, vacuum pumps 6, a tap 7 for dosed supply of protective gas, a drying device 8 and gas cleaning, gas cylinders 9 with protective gas, table 10 dl; unloading products, technological valves 11 - 15. The method is implemented as follows. Products intended for heat treatment are placed on the loading table 1. In the Isyuzovoy camera maintain atmospheric pressure. When loading, the technological shutter 11 is opened and the loading of products on rollers or by means of some other mechanism is transferred to the lock chamber, loads. At this time, the pressure in the heating and cooling chambers is 1.33-10 Pa. The technological shutter 11 is closed and the sluice chamber is pumped out to the required vacuum. Then, the technological shutter 12 is opened and the product draft is transferred to the heating chamber, where the products are heated to a predetermined temperature, after which the 13-meter shutter is opened is transferred to the cooling chamber. In the process of cooling the product, the valve is opened, through which the protective pelvis is metered in, which is fed through a device for drying and cleaning from a shield with a protective gas. The protective gas is supplied in such doses that the pressure in the chamber changes in accordance with the decrease in temperature. Dosed supply of protective gas depending on the temperature of the cooled products can be carried out using an automatic software device (not shown). As the temperature of the products decreases to levels at which the concentration of the admixed gas mixtures becomes safe, the supply of protective gas is increased to atmospheric pressure. After cooling the products in the cooling chamber to 100 ° C, the technological shutter 14 is opened and the loading of the products is transferred to the lock for unloading. During the transfer, the overflow valve is closed. To unload the heat-treated products into the air, the process plug 14 is closed, air is injected into the airlock, and through the technological gate 15, the cage of the items is released onto the table for discharge. In the process of cooling products, the vacuum pump of the cooling chamber is shut off: either it operates at a pressure of KaNKpe, which is safe from the point of view of air leakage into the chamber through leaks. At the time of the transfer of the charge from the “cooling” to the airlock for unloading the products, as well as during the closing of the shutter 14, the cooling chambers are pumped out to the working vacuum. Due to this, the subsequent opening of the shutter 13 to transfer the next charge from the heating chamber Kc1 to the cooling chamber is already safe from the point of view of the part of the protective gas entering the heating chamber volume. The described duty cycle is repeated periodically. The proposed method, in comparison with the known method, will make it possible to exclude oxidation of the surface of the product (after heat treatment, the surface of the product is light, shiny, free of oxidation and prevent gas saturation, which in turn will increase the quality of heat treatment of products.

Claims

METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF PRODUCTS made of easily oxidizing metals and alloys, including heating them in a vacuum and subsequent cooling in a protective gas, such as to improve the quality of products by eliminating oxidation and gas saturation of their surface , during the cooling process, the pressure of the protective gas is increased in proportion to the decrease in the temperature of the products to atmospheric.

SU ".. 1014932 2