SU755861A1 - Способ термической обработки полых длинномерных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при безокислительной термической обработке труб и других полых изде- 5 лий.

Известен способ термической обработки изделий, когда их нагрев и охлаждение осуществляются в защитной газовой среде [ί] . ιθ

При обработке длинномерных полых изделий по этому способу качество их внутренней поверхности получается низким из-за окисления ее остаточным воздухом,который не может быть., полностью вытеснен защитной атмосферой из полости изделий при их термической обработке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ термической обработки полых длинномерных изделий, включающий производимые в вакууме нагрев с последующим охлаждением Й . ' 25

при осуществлении этого способа длинномерные изделия вакуумируются в рабочих камерах и по достижении заданного вакуума подвергаются нагреву, при необходимости - выдержке

при заданной температуре и последующему охлаждению. Качество наружной поверхности изделий, обработанных данным способом, высокое вследствие минимальной газонасыщенности металла при термической обработке.

Недостатком указанного способа термической обработки длинномерных полых изделий является низкое качество их внутренней поверхности, выражающееся в образовании окисной пленки, что связано со сложностью удаления из полости изделий окисляющих остаточных и выделяющихся газов, которые задерживаются в микрошероховатостях поверхности. Кроме того, охлаждение труб в вакууме,особенно в диапазоне низких температур (ниже 600-700^0), протекает медленно, так как теплоотдача происходит преимущественно излучением.

Цель изобретения - улучшение качества внутренней поверхности.

Для достижения цели в способе термической обработки полых длинномерных изделий, включающем производимые в вакууме нагрев с последующим охлаждением, в процессе нагрева и охлаждения полость изделия

3

755861

продувают защитным газом, причем направление движения защитного газа периодически изменяют.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа, где:

ί - газовые сопла системы подачи защитного газа;

2 - переходные втулки}

3 - контактные захваты}

4 - контактные патроны}

5 - губки;

6 - нагреваемое изделие (труба);

7 - вакуумная камера}

8 - гибкие токоподводы.

Элементы 2,3,4,5 и 8 составляют

электроконтактные зажимы, установленные внутри вакуумной камеры 7 с двух ее сторон (против друг друга). Газовые сопла 1 размещены на одной оси с электроконтактными зажимами с зазором> обеспечивающим вакуумирование полости изделия с одновременной продувкой ее устойчивой динамической струей газа.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образсял.

При открытой крышке камеры 7 изделие - трубу 6, подлежащую термической обработке, устанавливают в электроконтактных зажимах., для чего, опирая ее концами на фланцы переходных втулок 2, зажимают концы трубы при помощи патронов 4 с губками 5. Таким образом, полость трубы 6 и полости переходных втулок 2 образуют единый сквозной канал, ориентированный по оси газовых сопл 1 системы подачи защитного газа. Камеру 7 герметизируют и вместе с изделием вакуумируют. Одновременно в полость трубы по указанному сквозному каналу с помощью газовых сопл 1 попеременно с обоих^ концов трубы подают защитный газ. Количество подаваемого защитного газа и периодичность его подачи в полость трубы с изменением направления продувки зависят от раз- меров полости трубы, шероховатости внутренней поверхности, чистоты продувочного газа.и режима термической обработки. По достижении заданной величины динамического вакуума в камере 7 при соблюдении определенного режима переменной продувки полости через элементы электроконтактного зажима 8, 3,2, 4 и 5 к трубе 6 подают напряжение. За счет протекания тока трубу 6 нагревают до заданной температуры, при необходимости выдерживают, а затем, отключив напряжение , охлаждают. После охлаждения трубы до температуры, безопасной с точки зрения окисления, прекращают подачу защитного газа, в камеру 7 подают воздух и трубу выгружают из камеры.·

В вакуумной электроконтактной установке НП-55 была проведена контрольная термообработка партии нержавеющих труб (в количестве 30 шт.) из стали ЭИ-844 БУ размером 5,8x0,Зх х4000 мм в холоднокатанном состоянии, обезжиренных, со светлой поверхностью по следующему режиму: нагрев до 1100^оС, выдержка при этой температуре в течение 15-20 с и последующее охлаждение перед выдачей на воздух до 100 С. Часть труб из этой партии была обработана по предлагаемому способу. Для этого каждую трубу устанавливали в контактных зажимах и помещали в рабочую камеру, которую после герметизации вакуумировали.

При достижении в рабочем пространстве вакуума 5х10^-2мм рт.ст. в полость трубы при объемной подаче 1-3 л/с попеременно с обоих концов продували защитный газ - аргон и одновременно через контактные зажимы к трубе подавали напряжение.

За счет протекания тока труба в течение 60 с нагревалась до 1100°С, выдерживалась при этой температуре и после отключения напряжения охлаждалась до 100°С за 10-12 мин.

При этом направление продувки изменялось каждые 10-15 с (4-6 раз в минуту) во время нагрева и выдержки и каждые 60-80 с (1-0,5 раз в минуту)при охлаждении до 200-300°С.

Остальные трубы подвергались термообработке по такому же температурному режиму лишь в вакууме либо только в защитной среде при односторонней продувке аргона.

Результаты контрольных испытаний показали, что после вакуумтермической обработки труб по предлагаемому способу внутренняя поверхность их оставалась светлой, неокисленной и не уступала по качеству наружной поверхности, в то время как -при обработке только в вакууме либо только при односторонней продувке аргона на внутренней поверхности труб имела место окисная пленка, в виде цветов, побежалости.

Таким образом, применение предлагаемого способа термической обработки полых длинномерных изделий по сравнению с известными способами позволяет повысить качество их внутренней поверхности благодаря тому, что при периодическом изменении направления продувки защитного газа последний как бы с разных сторон "вымывает" окислители из микрошероховатостей поверхности, в то время как при односторонней продувке газа эффективность удаления окисляющих остаточных и выделяющихся газов снижается из-за задержки молекул окислителей в микронеровностях, расположенных произвольно и образующих "микрокарманы",плохо "вентилируемые" одно сторонним продувочным газом.

5

755861

6

Кроме того, благодаря конвекции при продувке с переменой направления защитного газа скорость охлаждения полых изделий в вакууме увеличивается , время обработки в целом сокращается, а производительность 5

возрастает.

Предлагаемый способ продувки защитного газа при вакуумтермической обработке может быть использован не только в случае обработки длинномерных изделий, но и при обработке коротких изделий с малым отношением внутреннего диаметра к длине, когда вакуумная проводимость канала изделия низка и он плохо очищается от окисляющих газовых примесей при вакуумировании.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ термической обработки полых длинномерных изделий, включающий нагрев и охлаждение в вакууме, о т л и?" чающийся тем, что, с целью улучшения качества внутренней поверхности, полость изделия при нагреве и охлаждении продувают защитным газом, причем направление движения газа периодически изменяют.