Способ спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B22F3/10 

Изобретение относится к порошковой - металлургии, в частности к спеканию порошковых деталей в проходных печах.

Известен способ спекания заготовок из порошков в проходных печах толкательного типа серии СТН, конвейерных печах серии СКЗ, печах с шагающим подом серии СЮН идр., включающий предварительный нагрев заготовок, в процессе которого удаляется пластификатор, нагрев до температуры спекания и технологическую выдержку при тем-. пературе спекания.

Недостатком известного способа является нестабильное качество спеченных изделий вследствие попадания продуктов выжигания пластификатора (тяжелых углеводородов) в камеру спекания и загрязнения технологической атмосферы. Кроме того, снижается надежность работы печи изза осаждения сажи на стенках футеровки печи и перегорания нагревателей.

Известен способ термообработки изделий, заключающийся в предварительном нагреве заготовок с целью выжигания связки с одновременной их обработкой рабочим газом и последующем спекании изделий.

Известный способ реализуется в туннельной печи для термообработки изделий из порошка, содержащей последовательно расположенные камеру выжигания пластификатора, камеру спекания и охлаждения, плиточный конвейер с этажерками для размещения изделий, загрузочную и разгрузочную камеру, систему подачи рабочего газа и устройство обработки изделий газом в виде перфорированных коробов, установленных по всей длине камеры выжигания пластифиXI

ю ю о ю XI

катора, причем отверстия перфорации расположены между полками этажерок.

Недостатком известных способа и устройства является низкое качество спекаемых заготовок, так как предлагаемая конструкция обработки изделий газом не исключает возможность попадания продуктов выжигания пластификатора в камеру спекания, вследствие чего происходило загрязнение технологической атмосферы, ведущее к снижению качества спекаемых заготовок и надежности работы оборудования из-за осаждения продуктов выжигания пластификатора на внутрипечных конструкциях.

Известен способ спекания изделий из порошковых материалов, который предусматривает нагрев заготовок в зоне предва- рительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание заготовок в зоне спекания.

Известный способ реализуется в проходной муфельной печи, содержащей последовательно расположенные зоны предварительного нагрева и спекания заготовок, коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны предварительного нагрева, и гибкие шторки, размещенные за коллектором.

Однако известные способ и устройство не обеспечивают обдува обрабатываемых изделий по всему периметру, который необходим из-за низкой упругости продуктов выжигания пластификатора тяжелым облаком обволакивающих изделия. В результате этого происходит загрязнение технологической атмосферы зоны спекания, ведущее к снижению качества спекаемых заготовок. Расположенная за коллектором система гибких шторок также не исключает попадание продуктов выжигания пластификатора в зону спекания, так как она расположена между сводом муфеля и поверхностью обрабатываемого изделия.

Цель изобретения состоит в повышении качества спекаемых заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что в способе спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи, включающем изготовление заготовок из порошка с пластификатором, нагрев заготовок в зоне предварительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание заготовок в зоне спекания, струи газа направляют

в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовки по всему периметру. Поставленная цель достигается также тем, что в проходной пе- чи для спекания изделий из порошковых материалов, содержащей последовательно расположенные зоны предварительного нагрева и спекания заготовок и коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны

0 предварительного нагрева, последний выполнен П-образной формы, сопла расположены вдоль коллектора по всей длине, при этом оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их по оси

5 печи.

Выполнение коллектора П-образной формы и расположение сопл по всей длине под углом к продольной оси печи с пересечением их осей по оси печи обеспечивает

0 согласно способу обдув заготовок по всему периметру и, следовательно, полное отсекание продуктов сгорания пластификатора от обрабатываемого изделия и исключает попадание продуктов выжигания пластифика5 тора в зону спекания, способствуя тем самым повышению качества спекаемых изделий, т.е. достижению цели изобретения. Пример осуществления способа. В проходной печи толкательного типа

0 серии СТН 2,45/13 модернизированной спекали детали из порошков на основе железа корпус двигателя и груз с содержанием пластификатора (стеарата цинка) 0.6-0,8 мас.%. Для этого заготовки нагревали в зо5 не предварительного нагрева до 600°С, при

которой происходит интенсивное удаление

. пластификатора из заготовок. На выходе из

зоны предварительного нагрева заготовки

подвергались струйной обработке газом,

0 направленным навстречу их движению в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовок по всему периметру. В качестве инертного газа использовали азот. Обработанные газом за5 готовки корпус двигателя и груза спекали соответственно при 1000 и 1260°С и давлении 10 мм вод.ст. в течение 2 ч,

Физико -механические свойства полученных заготовок представлены в таблице,

0 где для сравнения представлены также свойства заготовок, полученных по способу- прототипу.

На фиг.1 изображена печь, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

5Проходная печь содержит последовательно расположенные зоны предварительного нагрева 1 и спекания заготовок 2, конвейер, состоящий из поддонов 3, подводящий трубопровод 4, П-образный перфорированный коллектор 5 с соплами,

расположенный на выходе из зоны предварительного нагрева 1, при этом сопла расположены вдоль коллектора по всей его длине, а оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их на оси печи.

Устройство работает следующим образом.

В зонах предварительного нагрева 1 и спекания 2 создается необходимая темпе- ратура. В зону спекания 2 через трубопровод, размещенный на выходе из зоны, противотоком, т.е. навстречу движению деталей, подается рабочий газ. При достижении необходимого рабочего давления в зонах 1 и 2 печи через загрузочную камеру в зону предварительного нагрева 1 подаются заготовки, уложенные на поддоны 3. В зоне предварительного нагрева 1 заготовки нагреваются до температуры выжигания пластификатора, при которой происходит его интенсивное удаление из заготовок. На выходе из зоны предварительного нагрева заготовки подвергаются струйной обработке инертным газом, струи которого направ- лены навстречу движению заготовок в трех плоскостях под углом к продольной оси печи, что обеспечивает обработку заготовок по всему периметру. В результате с поверхности заготовок удаляются остатки продук- тов разложения пластификатора, которые принудительно вытесняются инертным газом в направлении, противоположном направлению заготовок, и удаляются из зоны предварительного нагрева 1 через отсасы- вающий патрубок или камеру загрузки, Таким образом, исключается попадание продуктов выгорания пластификатора в зону спекания 2.

После струйной обработки изделия на поддонах 3 перемещаются в зону спекания 2, где спекаются при заданныхтехнологиче- ской температуре и давлении.

Использование предлагаемых способа и устройства позволяет по сравнению с существующими исключить попадание продуктов выжигания пластификатора в зону спекания изделий, способствуя тем самым стабильной технологической атмосфере в зоне спекания и, следовательно, повышению спекаемых заготовок.

Кроме того, исключение попадания продуктов выжигания пластификатора в зону спекания способствует более надежной работе электротермического оборудования печи.

Формула изобретения

1.Способ спекания изделий из порошковых материалов в проходной печи, включающий изготовление заготовок из порошка

.с пластификатором, нагрев заготовок в зоне предварительного нагрева до температуры выжигания пластификатора, струйную обработку заготовок газом на выходе из зоны предварительного нагрева под углом к оси перемещения заготовок и спекание заготовок в зоне спекания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, струи газа направляют в трех плоскостях с последующим пересечением струй для обработки заготовки одновременно по всему периметру,

2.Устройство для спекания изделий из порошковых материалов, содержащее последовательно расположенные зоны предварительного нагрева и спекания заготовок и коллектор с соплами, расположенный на выходе зоны предварительного нагрева, о т- личающееся тем, что, с целью повышения качества изделий, коллектор выполнен П-образной формы, сопла расположены вдоль коллектора по всей длине, при этом оси сопл направлены под углом к продольной оси печи с пересечением их по оси печи.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Цель - повышение качества изделий. В проходной печи спекали детали из порошков на основе железа корпус двигателя и груз с содержанием пластификатора (стеарата цинка) 0,6-0,8 мас.%. Для этого их нагревали в зоне предварительного нагрева до 600°С для удаления пластификатора. На выходе из зоны детали подвергали струйной обработке инертным, газом (азот), направленным навстречу их движению под острым углом к поду печи. Корпус двигателя и груз спекали при 1000 и 1260°С соответственно и давлении 10 мм вод. ст. в течение 2 ч. Предел прочности изделий на растяжение составил 130-175 МПа, а относительное удлинение-4-8%. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Измеряемый параметр

Заготовка по прототипу

Предел прочности на растя- кгс

жение.

мм

Относительное удлинение,%

кгс

Ударная вязкость

мм

Стойкость нагревателей при 1200°С,ч

Заготовка по предлагаемому способу.

13-17,5 4-8

2-4,5 3600-4000

xxxx//x xx/x x/x/xxy /

Фиг.1

Фиг. 2