SU1585344A1

SU1585344A1 - Installation for heat treatment of surface of through vertical bores

Info

Publication number: SU1585344A1
Application number: SU884445333A
Authority: SU
Inventors: Николай Вилвич Антонишин; Марк Абрамович Геллер; Мечислав Станиславович Желудкевич; Павел Семенович Гурченко; Василий Иванович Иванютенко
Original assignee: Институт Тепло- И Массообмена Им А.В.Лыкова
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1990-08-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению. Цель изобретени - повышение качества обработки. Установка содержит нагревательное устройство, включающее полый цилиндр (Ц) 2 из электроизол ционного материала с проточкой. Сверху и снизу к Ц 2 пристыкованы полые электроды 3, 4, закрепленные на внутренних поверхност х плит Ц. Верхн плита соединена с бункером 6, а нижн - со сборником 7, которые загружены электропроводным дисперсным порошком 8, проход щим через трубопровод 9 и через полый Ц 2 нагревател . Изделие 1 с обрабатываемым отверстием закреплено на механизме 10 подачи и перемещени . Дл проведени качественной термообработки ширина проточки в Ц 2 должна составл ть 1/2-1/3 диаметра Ц. Изобретение позвол ет осуществл ть процесс термообработки с самозакалкой поверхностей сквозных вертикальных отверстий различного диапазона диаметров. 3 ил.The invention relates to mechanical engineering. The purpose of the invention is to improve the quality of processing. The installation contains a heating device comprising a hollow cylinder (C) 2 of electrically insulating material with a groove. Hollow electrodes 3, 4 attached to the inner surfaces of the plates C are docked to the C 2 from above and below. The top plate is connected to the hopper 6, and the bottom plate is connected to the collector 7, which are loaded with electrically conductive dispersed powder 8 passing through conduit 9 and through the hollow C 2 heater. The article 1 with the hole being machined is fixed on the feed and displacement mechanism 10. In order to conduct a high-quality heat treatment, the width of the groove in C 2 should be 1 / 2-1 / 3 of diameter C. The invention allows a heat treatment process with self-hardening of the surfaces of through vertical holes of a different diameter range. 3 il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл нагрева сквозных отверстий деталей при их термообработки.The invention relates to mechanical engineering and can be used to heat the through holes of parts during their heat treatment.

Цель изобретени - повышение качества обработки.The purpose of the invention is to improve the quality of processing.

На фиг. I представлена схема установки , общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - цилиндр,FIG. I presents the installation diagram, general view; in fig. 2 — node I in FIG. one; in fig. 3 - cylinder

аксонометри .axonometrics.

В отверстие издели 1 введен полый цилиндр 2 нагревател из электроизол ционного материала (например, керамика). Сверху и снизу к цилинд- ру 2 пристыкованы полые злектроды 3 и 4, которые закреплены на фланцах механизма 5 перемещени нагревател . Верхний фланец соединен с бункером 6, а нижний - с сборником 7, которые загружены электропроводным дисперсным порошком 8, проход щим через тоубо- провод 9 и через цилиндр 2. Изделие 1 с обрабатываемым отверстием закреплено на механизме подачи и перемеще- ни 10.A hollow cylinder 2 of a heater of an electrically insulating material (e.g., ceramics) is introduced into the opening of the product 1. Hollow electros 3 and 4 are attached to the cylinder 2 from above and below, which are fixed on the flanges of the heater movement mechanism 5. The upper flange is connected to the hopper 6, and the lower flange is connected to the collector 7, which are loaded with electrically conductive dispersed powder 8, passing through the tube 9 and through the cylinder 2. Article 1 with the hole being machined is fixed on the feed and displacement mechanism 10.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

Изделие 1 устанавливают на механизм 10 и совмещают ось отверсти издели с осью вращени верхнего фланда механизма 5. В отверстие издели снизу ввод т цилиндр 2 нагревател , который закреплен совместно с польм электродом на нижнем фланце механиз- ма 5, до совмещени с полым электродо верхнего фланца, причем проточку цилиндра 2 совмещают внутренней обраба- тьюаемой поверхностью ответсти изделий 1. В бункер 6 засыпают электро- проводный порошок 8, например графит, который под действием силы т жести просыпаетс через трубопровод 9 верхнего фланца, через верхний электрод 3 проходит через цилиндр 2 к нижнему полому электроду 4- и высыпаетс в сборниК 7, после чего включают механизм вращени 5. Цилиндр 2с просыпающимс в нем порошком 8 своей проточной последовательно пробегает всю окружность отверсти . Одновр.еменно на электроды 3 и 4 подают напр жение. Столб порошка 8 между электродами 3 и 4 имеет омическое сопротивление и на нем вьщел етс электрическа мощность . В электрическую цепь между электродами включено также сопротивление самого издели , напр жение на которое передаетс движущимс электроThe product 1 is mounted on the mechanism 10 and the axis of the product opening is aligned with the axis of rotation of the upper flange of the mechanism 5. The cylinder 2 of the heater is inserted into the product hole from the bottom, which is fixed together with the polman electrode on the bottom flange of the mechanism 5, to be aligned with the hollow electrode of the upper flange The bore of cylinder 2 is combined with the inner surface of the contact between products 1. Electroconductive powder 8, for example graphite, is poured into the hopper 6, which, under the force of gravity, spills It drives through the upper electrode 3 through the cylinder 2 to the lower hollow electrode 4- and pours into the collector 7, after which the rotation mechanism 5 is turned on. The cylinder 2 with powder 8 spilling in it with its flow-through runs through the entire circumference of the hole. Simultaneously, electrodes 3 and 4 supply voltage. The column of powder 8 between the electrodes 3 and 4 has an ohmic resistance and electrical power is generated on it. The electrical circuit between the electrodes also includes the resistance of the product itself, the voltage to which is transmitted by a moving electric motor.

JQJq

fs 20 25 fs 20 25

зо ,,- 0 дд , 5zo ,, - 0 dd, 5

проводньм порошком 8. Так как сопротивление металла издели значительно меньше столба электропроводного движущегос порошка 8, высота которого равна высоте отверсти , то по закону о параллельном включении проводников ток обратно пропорционален их сопротивлени м. Поэтому основна электрическа мощность, способствующа тепловьзделению и нагреву, ввде- л етс на полоске внутренней поверхности отверсти . При вращении цилиндра 2 эта разогреваема полоска перемещаетс совместно -с цилиндром по всей окружности отверсти . Скорость разогрева издели можно регулировать в широких пределах.conductive powder 8. Since the resistance of the metal of the product is significantly less than the column of electrically conductive moving powder 8 whose height is equal to the height of the hole, then according to the law on the parallel connection of conductors, the current is inversely proportional to their resistance. Therefore, the main electrical power that contributes to heat dissipation and heating on the inner surface of the hole. When the cylinder 2 rotates, this heated strip moves together with the cylinder along the entire circumference of the hole. The heating rate of the product can be adjusted within wide limits.

При изменении скорости вращени цилиндра 2 измен етс врем контакта порошка 8 со стенкой отверсти . Таким образом, широкие возможности управлени электрической мощностью предоставл ют большой интервал времени разогрева стенок и отверсти . При определенных значени х параметров может быть осуществлен процесс самозакалки, при котором врем разогрева металла на определенную глубину до температуры закалки меньше, чем врем растекани температуры теплопроводности в глубину издели , а скорость охлаждени поверхностного сло за счет теплопроводности в глубину металла вьпие критической скорости закалки . Геометрические размеры проточки и, в частности, его ширина оценивались из теплофизических условий самозакалки поверхности отверсти . Дл осуществлени самозакалки необходим быстрый нагрев поверхности отверсти мощньм источником. При этом врем нагрева определ етс из услови , что растекание тепла за счет теплопроводности минимально. При значени х ширины проточки цилиндра, составл ющих i/3-1/2 диаметра цилиндра , плотность теплового потока, идущего на нагрев поверхности отверсти через проточки, обеспечивает быстрый нагрев поверхности за доли секунды. При 1 1/3d мощность вьш1е, что приводит к уменьшению времени, необходимого дл нагрева до заключений температуры, и к неоправданному увеличению скорости вращени цилиндра.When changing the speed of rotation of the cylinder 2, the time of contact of the powder 8 with the wall of the hole changes. Thus, the wide possibilities of electric power control provide a large interval of time for heating the walls and the aperture. At certain values of the parameters, a self-hardening process can be carried out, at which the heating time of the metal to a certain depth to the quenching temperature is less than the spreading temperature of the thermal conductivity to the depth of the product, and the cooling rate of the surface layer due to the thermal conductivity of the critical hardening rate. The geometrical dimensions of the groove and, in particular, its width were estimated from the thermophysical conditions of self-hardening of the surface of the hole. To perform self-hardening, a quick heating of the hole surface with a powerful source is necessary. In this case, the heating time is determined from the condition that the heat spreading due to heat conduction is minimal. When the width of the cylinder bore is i / 3-1 / 2 of the cylinder diameter, the density of the heat flux going to heat the surface of the hole through the bore provides fast surface heating in a fraction of a second. At 1 1 / 3d, the power is higher, which leads to a decrease in the time required for heating to temperature conclusions, and to an unjustified increase in the speed of rotation of the cylinder.

При 1 l/2dц мощность меньше необходимой дл регул ации процесса самозакалки. Соотношение диаметровAt 1 l / 2dts, the power is less than that necessary for the regulation of the self-hardening process. Diameter ratio

5:,five:,

цилиндра и отверсти издели должно быть приблизительно 1:2, При увеличении диаметра цилиндра уменьшаетс сопротивление столба засыпки, и увеличиваетс ток,, идущий на нагрев детали, что приведет к перегреву детали . При уменьшении диаметра увеличиваетс сопротивление столба за- сыпки и падает величина тока, что приведет к уменьшению мощности и невыполнению условий самозакалки.The cylinder and the product hole should be approximately 1: 2. As the diameter of the cylinder increases, the resistance of the backfill column decreases, and the current that goes into heating the part increases, which will lead to overheating of the part. As the diameter decreases, the filling column resistance increases and the current decreases, which will lead to a decrease in power and failure to meet the conditions of self-hardening.

При использовании в качестве порошка 8 углеродосодержащих частиц за счет их электрического контакта с металлом , по вл ютс микродуги, способствующие вьщелению атомарного углерода , который, диффундиру вглубь металла , цементирует изделие.When using carbon-containing particles as the powder 8, due to their electrical contact with the metal, micro-arches appear that contribute to the production of atomic carbon, which, to diffuse deep into the metal, cements the product.

Claims

Invention Formula

Installation for heat treatment of surfaces of through vertical holes in metal products, containing a heating device, devices for moving a heater 8534A .6

device and product, characterized in that, in order to improve the quality of processing, it is equipped with a bunker for a fine electrically conductive powder, a collection of powder, a device for moving the heating device in the form of vertically installed,

10 having horizontal horizontally plates with holes rotated in a horizontal plane, the heating device is made in a vvde of a hollow electrically insulating cylinder with a space for placing processing in it. section of products located perpendicular to its axis, and electrodes mounted at the ends of the cylinder and attached to the inner

20 surfaces of the plates, with the holes of the plates coincide with the cavity of the cylinder, the hopper is connected to the upper plate, and the collection is placed under the lower plate, with the groove length

25 is 1 / 3-1 / 2 cylinder diameter.

F (gtv

FIG g

fue.3

.