Способ герметизации контейнеров при химико-термической обработке Советский патент 1991 года по МПК C23C8/00 

Изобретение относится к химико-термической обработке деталей, в частности к способу герметизации контейнеров при диффузионном насыщении в порошковых смесях.

Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса и повышение надежности способа.

Предлагаемый способ герметизации контейнера обеспечивает предохранение насыщающей смеси от окисления при нагреве контейнера с деталями до 800°С (температура расплавления натрийсили- катного стекла) за счет присутствия минеральной ваты. Минеральная вата (ГОСТ 4640-76) представляют собой перепутанные стекловидные волокна, получаемые из расплавов шлаков (горных пород) .путем вытягивания расплавленного стекла через мелкие отверстия (фильеры). Ткани этого волокна негорючи, химически стойки, обладают теплоизолирукщими свойствами. Минеральная вата обладает микропористой структурой, причем при 600°С поры закрываются. Вследствие этого образуется сплошной непроницаемый для воздуха защитный верхний слой, предохраняющий насыщающую смесь от окисления при нагреве контейнера с деталями до температуры расплавления стекла. При 800°С натрийсшшкатное стекло .расплавляется и затекает между волокнами нижнего слоя ваты, который является хорошей границей раздела плавкого затвора и реакционного пространства контейнера.

При разгерметизации контейнера облегчается разбивка контейнера за счет наличия, во-первых, волокон ваты между затвердевшей стеклообразной массой, делающей ее менее прочной и более хрупкой, и, во-вторых, наличия верхнего слоя ваты, который обеспечиоэсо

оо

со со

вает-надежную защиту от попадания затвердевших кусочков стеклообразной массы на окружающие предметы.

Таким образом, при использовании в качестве герметизатора натрийсиликатной глыбы совместно с минеральной ватой, которые укладывают поочередно, начиная с минеральной ваты, снижается трудоемкость процесса. , Предлагаемый способ химико-термической обработки предусматривает следующую последовательность выполнения операций:

-детали загружают в контейнер и засыпают насащающей смесью;

-контейнер накрывают асбестовым листом;

-на асбестовый лист укладывают слой минеральной ваты;

-на слой минеральной ваты укладывают кусочки натрийсиликатной глыбы слоем толщиной 3 мм;

-на кусочки натрийсиликатной глыбы укладывают слой минеральной ваты;

-контейнер загружают в печь и выдерживают в течение заданного времени

-контейнер выгружают из печи, охлаждают на воздухе и распаковывают.

Пример. По предлагаемому способу 5 контейнеров с образцами и карбидом бора накрывают асбестовым лиспом и сверху укладывают слой минеральной ваты ГОСТ 4640-76 толщиной 5, 10, 15, 20 и 25 мм соответствннно, на слой ваты укладывают кусочки натрий- силикатной глыбы толщиной слоя 3 мм, а на кусочки натрийсиликатной глыбы - слой минеральной ваты ГОСТ 4640-76 5, 10, 15, 20 и 25 мм соответственно. На укладку герметизатора затрачено 10 мин.

Для сопоставительного анализа по известному способу в желоб затвора контейнера засыпают речной песок слоем 10-15 мм, на речной песок укладывают кусочки натрийсиликатного стекла (толщина слоя 3 мм), после закры- вания крышки контейнера и утагошвания ее ножа в песок на наружную часть желоба затвора добавляют содовое стекло плотностью 1,45-1,5 г/см в количестве 15% от объема засыпки .в наружной части желоба затвора. На укладку герметизатора затрачено 10 мин.

0

5

0

5

0

5

0

5

Контейнеры устанавливают в камерную печь Н-45, нагретую до , и выдерживают в ней в течение.6 ч.

После выдержки контейнеры выгружают из печи, охлаждают на воздухе и распаковывают. С этой целью по предлагаемому способу легким постукиват кием вокруг корпуса контейнера отделяют герметизатор от стенок контейнера, лопаточкой свободно снимают весь слой герметизатора и переносят в отдельную емкость. На разгрузку контейнера по предлагаемому способу затрачено 10 мин.

По известному способу застывший слой герметизатора (силиката натрия) разбивают зубилом, соблюдая технику безопасности,-(18 мин), собирают куски силиката натрия лопаточкой и переносят в отдельную емкость (3 мин). - Застывший силикат натрия, затекший между асбестовым листом и стенкой контейнера, разбивают зубилом и снимают асбестовый лист - 5 мин. Песок высыпают в отдельную емкость - 3 мин. Технический карбид бора просеивают с целью удаления силиката натрия и высыпают в отдельную емкость (15 мин).

На разгрузку контейнера по известному способу затрачено 34 мин.

Металлографические исследования результатов борирования показ апи, что при борировании по предлагаемому и известному способам образуется примерно однотипная структура зоны боридов.

Из образцов-свидетелей изготовлены микрсншшфты для исследования толщины слоя. Результаты исследования показали, что при толщине слоя минеральной ваты ниже 10 мм снижается защитное действие герметизатора от окисления, при толщине слоя ваты свыше 10 мм защитное Действие герметизатора не увеличивается.

Таким образом, герметизация предлагаемым способом имеет ряд технических и экономических преимуществ. Основными из них являются высокая технологичность процесса из-за отсутствия операции разбивки.герметизатора и его удаления из контейнера,, а также просева карбида бора рт осколков силиката натрия; повышение производительности труда; снижение трудозатрат на проведение технологического процесса борирования.