SU739129A1 - Автоматизированна лини карбонитрации инструмента - Google Patents

Description

(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЛИНИЯ КАРБОНИТРАЦИИ ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относитс  к химикотермической обработке металлов и их сплавов, в частности к устройствам управлени  лини ми карбонитрации инструмента.5

Известна автоматизированна  лини  карбонитрации инструмента, содержаща  ванну дл  промывки инструмента, установку дл  предварительного подогрева , печь-ванну с расплавом солей, tO установку дл  охлаждени , транспортное устройство дл  аэрации печи-ванны с расплавом солей, регул тор температуры расплава солей, ротаметр дл  контрол  аэрирующего агента, 15 устройство дл  нейтрализации промывной воды 1 .

Недостатком данной линии  вл етс  относительно низка  точность регулировани  содержани  цианатов в распла- 20 ве солей и низка  воспроизводимость результатов обработки дл  разных партий инструмента одного типа.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  соотношени  25 цианатов в расплаве и воспроизводимости результатов обработки дл  разных партий инструмента одного типа.

Поставленна  цель достигаемс  тем, что в линию дополнительно введе-ЗО

ны устройство измерени  площали поверхности в одной из ванн дл  промывки , измеритель уровн -расплава солей в печи-ванне, вычислительное устройство и дозатор регенерирующих смесей и к скг ал и затора, причем выходы устройства дл  измерени  площади поверхности инструмента, регул тора температуры, измерител  уровн , рютаметра , подключены ко входам вычислительного устройства, а его выхода .подключены ко входам дозатора.

На фиг.1 приведена схема предлагаемой автоматизированной линии дл  карбонитрации инструмента, на фиг.2 зависимость измерени  химического состава расплава солей от времени при различных режимах работы печиванны; на фиг.З - внутренн   структура вычислительного устройства дл  расчета объемногЬ истощени  цианата в расплаве солей и его корректировки.

Исходный состав расплава: 95% KCNO + 5% КаСО,. Температура расплава tf 570°С.1 - холостой ход (без загрузки инструмента и продувки воздухом) ; П - при загрузке .-ванны инструментом без продувки,III,V при загрузке инструмента и продувке , расплава воздухом при p.adxorfe

60 л/час; IV - холостой ход без загрузки инструмента, но с продувкой.

Автоматизированна  лини  дл  карбонитрации инструмента состоит из моечной установки 1, включающую ванну 2 обезжиривани , ванну 3гор чей промывки, установку 4 предварительного подогрева,печи-ванны 5 с расплавом солей, выполненной в виде аэрируемой тигельной печи-ванны с электрическим подогревом и бортовыми вентил ционными отсосами, устройства дл  аэрации расплава солей печи-ванны, включающего источник 6 сжатого воздуха (компрессор или зайодска  сеть сжатого воздуха), ротаметр 7 дл  измерени  расхода всзэдуха, аэратора 8 и распределительных шлангов 9, установки 10 дл  воз-душного охлс1ждени  инструмента, устройства 11 дл  нейтрализации промывочной воды, транспортного устройства автооператорного типа 12, обеспечивающего перемещение подвесок 13 с инструментом согласно заданной технологической последовательности, устройства дл  измерени  площади поверхности обрабатываемого инструмента , ванна 2 химического или электрохимического обезжиривани , включающего источник тока 14, катоды 15, анод-подвеска 13 с инструментом, датчик 16 плотности тока с известной поверхностью S шунтов 17 и 18, с которых .снимаетс  сигнал, пропорциональный току 1,,,.через мерный датчик 16 и току через ванну 1,; вычислтельного устройства 19, автомати{еского порционного дозатора 20 или устройства дл  хранени  и подачи сбрикетированных по весу регенерируЮ1ДИХ смесей и катализатора в расплав солей. Автоматический порционный дозатор 20 включает приемные бункера-питатели 21 с ворошителем, устройство дозировани , устройство управлени  дозированием 23, устройство подачи 24 регенерирующих смесей и катализатора в печь-ванну 5 карбонитрацин , регул тор температуры 25 и измеритель уровн  26 расплава солей печи-ванны 5.

Работает автоматизированна  лини  следукщим образом.

Инструмент штс1мповый или режув ий после окончатрльной механической обработки, включа  шлифовку и заточку , лредваритепьную термообработку , завешиваетс  на подвески. При поступлении подвески с инструментом в ванну 2 обезжиривани  (химического ) последн   попадает на контактные призмы, соединенные электрически с анодом источника тока 14, катод которого соединен с катодами 15, завешенными в ванну 2 и происходит определение вычислительным уртройством площади поверхности S обрабаинструмента согласно форIE

А

где К - коэффициент конфигурации определенный заранее,Измеренное значение Sj запоминаетс  и далее используетс  при расчете (см.фиг,3), После измерени  S, (дл  ванны химического обезжиривани ) источник тока 14 отключаетс .

Далее подвеска с инструментом поступает в ванны 3 промывки и в установку 4 предварительного прогрева, где инструмент нагреваемс  до t 450 и поступает в расплав солей печи-ванны 5,

Химические реакции идут по формуле:

2KCNO + О2 + (1)

4KCNO- K C05+ СО. + 2N + 2KCN (2)

Цианат частично окисл етс  (1), а в основном разлагаетс  (2), Окись углерода , образующа  по реакции (1) и (2), претерпевает дальнейшее превращение , идущее преимущественно на стальных поверхност х

2СО : СО„+С

Двуокись углерода окисл ет цианид

KCN+co-j KCNO-K:O {з)

При проду:ёке расплава воздухом образовавшийс  в про.цессе работы ванны цианид кали  окисл етс  кислородом воздуха до цианат

(4)

2KCN+Oj 2KCNO

После окончани  изотермической выдержки подвеска с инструментом выгружаетс  из печи-ванны и выдерживаетс  некоторое врем  над поверхностью расплава дл  стеками  остатков цианистовых солей. До 60-80°с инструмент охлаждают в установке воздушного охлаждени . После охлаждени  инструмент промчвают в гор чей воде в ванне 3, в которой раствор ютс  остатки цианистых солей на поверхности инструмента. Гор ча  вода содержит 3-5% железного купороса дл  нейтрализации цианидов. Далее подвеска с инструментом подаетс  на позицию разгрузки.

До образцам-свидетел м, изготавливаемых из того же материала, что и обрагбатываемый инструмент (устанавливае1УЫХ на подвесках- и проход щих весь технологический цикл обработки , определ ют качество азотированного сло  и его толщину известными методами (металлографическим, с помощью магнитного анализа и т.д.) и ввод т значение глубины сло  в вычислительное устройство.

На основании поступающей информации в вычислительное устройство 19 последнее, согласно заложенного в него алгоритма, рассчитывает текущее значение объемного процентного содержани  цианитов в расплаве, например С, по формуле (1)

.,Рн|к s,e (1

где Ср - начальное значение объемного процентного содержани  цианатов в расплаве ( 95%)

tr - текущее значение времени. Начало отчета определ етс при достижении заданной температуры t расплавом солей; посто нный коэффициент,

KCN

пропорциональный скорости образовани  цианидов в расплаве;

С,К- посто нный коэффициент; Р - расход .воздуха (л/час) при продувке расплава солей; К - посто нный коэффициент,

пропорциональный удельном расходу цианатов на 1 см при определенной глубине сло ;

С - толщина образовавшегос  сло  на поверхности инструмента .

При достижении С заданного значени  С, происходит корректировка содержани  цианатов в расплав путем добавлени  меламина или мочевины , при этом реакции в расплаве идут следующим образом:

c,,Mj, , 6м::..

1 кг меламина х 6 кг KCNO,

т.е. коэф. взаимодействи  равен

6,0.

2(NH2,

.SP°-4PtfS. 2NM..-vOO- M 0 2KCNO 3 Э

1 кг мочевины 1 кг KCNO, т.е. К 1,0.

С целью интенсивного протекани  реакций корректировки содержани  цианатов в расплаве перед введением регенератора температуру расплава солей предварительно понижают до t«350 ввод т регенератор и затем поднимают до рабочих значений (540-570С) .

На основании текущего значени  уровн  расплава Ну (по сигналам с измерител  уровн  26) и предварително определенного значени  коэффициента объема К, (т.е. соответствие уровн  Н расплава его объему дл 

тигл  с известным объемом) и коэффициента взаимодействи  К вычислительное устройство 19 определ ет необходимое количество;, объем или вес регенератора W дл  доведени  содержани  цианатов до задгшного значени  С....„ :

М.

,.С

-с

Otrl-KCNO KCNOr B tr

KCNO

.

После введени  регенератора расплав считаетс  свежим (скорректированным ) , и вьдаеописанный цикл повтор етс .

Испытани  показали, что ошибка в

определении истинного и расчетного, согласно вышеописанного содержани  цианата в расплаве солей печи-ванны карбонитрации лежит в допустимых пределах (2%) .

Claims (1)

1. Лахтин Ю.М. и др. Азотирование стали, М., Машиностроение, 1976, с.205-207. 2Г tZO J3Z -

j f

-IЛ с КС NO - СцсШСкснд