[go: up one dir, main page]

SE442641B - INSTALLATION FOR THERMAL OR CHEMICAL THERMAL TREATMENT OF THE WORKING METAL - Google Patents

INSTALLATION FOR THERMAL OR CHEMICAL THERMAL TREATMENT OF THE WORKING METAL

Info

Publication number
SE442641B
SE442641B SE8102556A SE8102556A SE442641B SE 442641 B SE442641 B SE 442641B SE 8102556 A SE8102556 A SE 8102556A SE 8102556 A SE8102556 A SE 8102556A SE 442641 B SE442641 B SE 442641B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
muffle
workpieces
magnetic
thermal
plant according
Prior art date
Application number
SE8102556A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8102556L (en
Inventor
Valentin Grigorievic Pavljukov
Boris Mikhailovich Gusev
Jury Ivanovich Kalugin
Konstantin Andreevich Grachev
Vyacheslav Ivanovich Kosorukov
Vyacheslav Nikolaevich Bukarev
Original Assignee
Pavljukov Valentin G
Gusev Boris M
Jury Ivanovich Kalugin
Grachev Konstantin A
Vyacheslav Ivanovich Kosorukov
Bukarev Vjaceslav N
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pavljukov Valentin G, Gusev Boris M, Jury Ivanovich Kalugin, Grachev Konstantin A, Vyacheslav Ivanovich Kosorukov, Bukarev Vjaceslav N filed Critical Pavljukov Valentin G
Publication of SE8102556L publication Critical patent/SE8102556L/en
Publication of SE442641B publication Critical patent/SE442641B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/04General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0043Muffle furnaces; Retort furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/005Furnaces in which the charge is moving up or down
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0014Devices wherein the heating current flows through particular resistances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

8102556- 10 15 20 25 30 35 1 2 placeras på stativet genom ett öppet ugnslock, varefter locket tillslutes och fläkten samt värmeanordningen startas. Gas strömmar genom värmeanordningen under in- verkan av fläkten och överför värmet till beskickningen (satsen). 8102556- 10 15 20 25 30 35 1 2 is placed on the stand through an open oven lid, after which the lid is closed and the fan and the heating device are started. Gas flows through the heating device under the influence of the fan and transfers the heat to the charge (charge).

Beskickningskorgen med satsen omsvänges periodvis 180° kring vertikalaxeln.The loading basket with the kit is periodically rotated 180 ° around the vertical axis.

Denna kända ugn ger inte den önskade höga verknings- graden, eftersom behandlingen i denna sker satsvis och den tid, som erfordras för utförande av hjälpoperationer för beskickning och utmatning, samt värmnings- och kyl- tiden utgör den större andelen av processtiden.This known furnace does not provide the desired high efficiency, since the treatment in this takes place in batches and the time required for carrying out auxiliary operations for loading and unloading, as well as the heating and cooling time constitute the greater proportion of the process time.

Genom att denna ugn är försedd med vridmekanism tillslutes ugen inte tillräckligt tätt. Ej heller kan man i denna kända ugn genomföra oxidationsfri härdning direkt från temperaturen för termisk och kemisk-termisk behandling.Because this oven is equipped with a turning mechanism, the oven is not closed tightly enough. Nor can oxidation-free curing be carried out directly in this known furnace directly from the temperature for thermal and chemical-thermal treatment.

En elektrisk ugn är känd (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnarcertifikatet ll1793, vilken inne- fattar ett infodrat hus, som har formen av en kon med värmeelement och muffel med lock, och mellan huset och muffeln anordnade elektromagneter med mot muffeln vända polstycken. Elektromagneterna är anordnade på muffelns koníska sidoyta.An electric oven is known (compare, for example, the Soviet inventor's certificate ll1793, which comprises a lined housing, which has the shape of a cone with heating elements and a muffle with a lid, and electromagnets arranged between the housing and the muffle with pole pieces facing the muffle. The electromagnets are arranged on the conical side surface of the muffle.

Arbetsstycken, som skall behandlas, satsas medelst en styrskruv eller en ränna genom en i locket upptagen beskickningsöppníng i muffeln, där de fasthàlles medelst ett av elektromagneterna alstrat magnetfält. Allteftersom arbetstyckena uppvärmes, förlorar de de magnetiska egen- skaperna men fasthålles på den lutande väggen medelst elektromagneterna under inverkan av friktionskraften.Workpieces to be treated are loaded by means of a guide screw or a groove through a loading opening in the lid in the lid, where they are held by means of a magnetic field generated by the electromagnets. As the workpieces heat up, they lose their magnetic properties but are retained on the inclined wall by the electromagnets under the influence of the frictional force.

Sedan arbetsstyckena helt förlorat de magnetiska egen- skaperna, glider de genom tyngdkraften nedåt utefter den lutande väggen till en härdningstank.After the workpieces have completely lost their magnetic properties, they slide by gravity downwards along the sloping wall to a hardening tank.

I denna kända ugn bestämmes en vinkel mellan elektro- magneternas centrumaxlar av koniciteten (spetsvínkel för konen) hos arbetsrummets väggar, vilken konicitet lO 15 20 25 30 35 8102556-1 3 beräknas under förutsättning att arbetsstyckena fast- hålles, i beroende av deras vikt och form och inte be- roende på andra fysikaliska skäl, exempelvis på betingel- ser för säkerställande av den önskade fältsymmetrin, inverkan på förloppet av kemiska reaktioner vid gränsytan (fasytan) mellan gasfas och fast fas, samt polymorfa och alloptropa omvandlingar vid värmebehandlingen. En anordning för alstrande av magnetfältet säkerställer inte den önskade koncentrationen av magnetflödet i arbets- zonen.In this known furnace, an angle between the center axes of the electromagnets is determined by the conicity (acute angle of the cone) of the walls of the workroom, which conicity is calculated provided that the workpieces are retained, depending on their weight and shape and not dependent on other physical reasons, for example on conditions to ensure the desired field symmetry, impact on the course of chemical reactions at the interface (phase surface) between gas phase and solid phase, and polymorphic and allopropic transformations in the heat treatment. A device for generating the magnetic field does not ensure the desired concentration of the magnetic flux in the working zone.

En schaktugn för nitrering av arbetsstycken är dessutom känd (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnar- certifikatet 558967), vilken innefattar ett infodrat hus med värmeelement, en muffel med avtagbart lock och fläkt, en anordning för alstrande av ett magnetfält och en anordning för beskickning (chargering) och utmat- ning av arbetsstycken.A shaft furnace for nitriding workpieces is also known (compare, for example, the Soviet inventor certificate 558967), which comprises a lined housing with heating elements, a muffle with a removable lid and fan, a device for generating a magnetic field and a device for charging. ) and output of workpieces.

I muffeln är en solenoid för alstrande av magnet- fältet fritt anordnad på ett sådant sätt, att en garan- terad processpalt kvarlämnas mellan solenoiden och väg- garna respektive mellan solenoiden och muffelns bottendel.In the muffle, a solenoid for generating the magnetic field is freely arranged in such a way that a guaranteed process gap is left between the solenoid and the walls and between the solenoid and the bottom part of the muffle, respectively.

Solenoiden är uppbyggd av en stomme med lindning av tråd bestående av legering innehållande 20% Cr och 80% Ni och avsedd att matas med elektrisk ström medelst ett i ugnshuset anordnade strömtillförande organ.The solenoid is made up of a frame with winding of wire consisting of an alloy containing 20% Cr and 80% Ni and is intended to be fed with electric current by means of a current-supplying means arranged in the furnace housing.

Den kända ugnen fungerar på följande sätt: Man satsar arbetsstyckena i muffeln, tillsluter denna medelst locket och låter en ammoniakström passera genom muffeln. Matningsspänningen pålägges över värmeelementen och solenoiden individuellt, varför dessa kan arbeta oberoende av varandra.The known oven works as follows: You insert the workpieces into the muffle, close it with the lid and let an ammonia stream pass through the muffle. The supply voltage is applied across the heating elements and the solenoid individually, so that they can work independently of each other.

När växelström användes för alstrande av magnet- fältet, kommer den från satsen arbetsstycken härrörande diamagnetiska effekten att försvaga det yttre magnet- fältets inverkan.When alternating current is used to generate the magnetic field, the diamagnetic effect resulting from the set of workpieces will weaken the effect of the external magnetic field.

I denna kända ugn är det elektromagnetiska fältets 8102556-1 10 15 20 25 30 35 4 parametrar svåra att styra, varvid solenoiden för alst- rande av magnetfältet har låg verkningsgrad. Solenoiden i denna kända ugn är mer ett ytterligare värmeelement än en generator för alstrande av elektromagnetiskt fält, eftersom den är framställd av en legering som innehåller 20% Cr och 80% Ni. Den energi, som tillföres solenoiden, omvandlas praktiskt taget helt till värme och inte till energi i det elektromagnetiska fältet; Att en sådan generator för alstrande av elektromagnetiskt fält har låg verkningsgrad härrör dessutom från avsevärd magnet- flödesläckning, vilket resulterar i instabilitet av .det elektromagnetiska fältets parametrar i muffeln arbets- utrymme. För att kunna alstra ett likformigt fält måste förhållandet mellan solenoidens diameter och dess längd utgöra 1:10, vilket inte kan säkerställas på grund av ugnsmuffeln geometriska dimensioner och form.In this known furnace, the parameters of the electromagnetic field 8102556-1 10 15 20 25 30 35 4 are difficult to control, the solenoid for generating the magnetic field having a low efficiency. The solenoid in this known furnace is more of an additional heating element than a generator for generating electromagnetic fields, since it is made of an alloy containing 20% Cr and 80% Ni. The energy supplied to the solenoid is converted practically entirely into heat and not into energy in the electromagnetic field; The fact that such a generator for generating an electromagnetic field has a low efficiency also results from considerable magnetic flux extinction, which results in instability of the parameters of the electromagnetic field in the muffle working space. In order to be able to generate a uniform field, the ratio between the diameter of the solenoid and its length must be 1:10, which cannot be ensured due to the geometric dimensions and shape of the furnace muffle.

Denna kända ugn erfordrar alltså hög energiförbrukning för alstrande av en magnetisk fältstyrka av inte endast några få tiotal kA/m utan även några få tiotal A/m.This known furnace thus requires high energy consumption for generating a magnetic field strength of not only a few tens of kA / m but also a few tens of A / m.

Ej heller elimineras helt i denna ugn solenoidens inverkan på konstanthållningsnoggrannheten för den förutbestämda temperaturen, vilket - i kombination med samtliga nack- delar - omöjliggör ändamålsenlig ändring av processpara- metrarna och diffusionsskiktens kvalitet.In this oven, the effect of the solenoid on the constant holding accuracy of the predetermined temperature is not completely eliminated either, which - in combination with all the disadvantages - makes it impossible to change the process parameters and the quality of the diffusion layers impossible.

Den kända ugnens verkningsgrad minskas avsevärt genom att ugnen arbetar satsvis samt genom att beskickningen och utmatningen av arbetsstycken är mycket tidskrävande -och erfordrar speciella anordningar och mekanismer.The efficiency of the known furnace is considerably reduced by the fact that the furnace operates batchwise and by the fact that the loading and unloading of workpieces is very time-consuming and requires special devices and mechanisms.

Det är dessutom svårt att likformigt uppvärma satsen av arbetsstycken och att säkerställa cirkulation av mättningsmediet. Magnetfältet utför begränsade funktioner och är endast avsett att inverka på mättningshastigheten.In addition, it is difficult to uniformly heat the batch of workpieces and to ensure circulation of the saturating medium. The magnetic field performs limited functions and is only intended to affect the saturation speed.

Det bör därvid observeras, att solenoiden utsättes för inverkan av processtemperaturen och att det aggressiva mediet, vilket minskar dess livslängd. Genom att det strömtillförande organet för tillförsel av elektrisk 10 15 20 25 30 35 8102556-1 5 ström till högtemperaturzonen måste isoleras elektriskt och tillslutas tätt minskas utrustningens funktions- säkerhet samt personsäkerheten. Ej heller kan man i denna ugn oxidationsfritt hårda arbetsstycken omedelbart ned från nitreringstemperaturen.It should be noted that the solenoid is exposed to the effect of the process temperature and that the aggressive medium, which reduces its service life. Because the power supply means for supplying electricity to the high temperature zone must be electrically insulated and tightly closed, the functional safety of the equipment and the personal safety are reduced. Also, in this oven, oxidation-free hard workpieces can not be immediately lowered from the nitriding temperature.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan anläggning för termisk och kemisk-termisk behandling av arbetsstycken av metall, som gör det möjligt att säkerställa kontinuerligt arbete av anläggningen, att styra magnetfältets parametrar, att intensifiera behandlingen och att förbättra arbets- styckenas behandlingskvalitet genom dels tillämpning av lämpliga konstruktionselement, dels lämpligt val av deras läge relativt varandra, dels eliminering av temperaturens och mättningsmediets inverkan på kompo- nenterna i anordningen för alstrande av magnetfältet vid behandlingen och dels eliminering av värmeelementens och magnetsystemets ömsesidiga inverkan genom att magnet- systemet ger det alstrande fältet de önskade parametrarna och genom att arbetsstyckena vid behandlingen rör sig i anläggningens arbetszon samtidigt som anordningarna för beskickning och utmatning av arbetsstycken arbetar anpassningsvis.The main object of the present invention is to provide such a plant for thermal and chemical-thermal treatment of metal workpieces, which makes it possible to ensure continuous work of the plant, to control the parameters of the magnetic field, to intensify the treatment and to improve the treatment quality of the workpieces. by applying suitable design elements, appropriately selecting their position relative to each other, eliminating the effect of temperature and saturation on the components of the device for generating the magnetic field during processing and eliminating the mutual influence of the heating elements and the magnetic system by the generating field the desired parameters and by the workpieces during the treatment moving in the working zone of the plant at the same time as the devices for loading and dispensing workpieces operate in an adaptive manner.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en anläggning för termisk eller kemisk-termisk behandling av arbetsstycken av metall med ett hus (l) innefattande en arbetsstyckena upptagande muffel (2) med värmeelement (7) och värmeisolering (ll) samt ett vid muffeln (2) anordnat don för alstrande av magnetfält, vilken anlägg- ning uppvisar anordningar för beskickning och utmatning av arbetsstycken samt för tillförsel och avledning av en diffusionsgas, varvid - muffeln (2) är framställd av omagnetiskt material, - donet för alstrande av magnetfältet utgöres av ett flertal efter varandra placerade slutna elektro- magnetsystem, anordnade att omge muffeln (2) utefter 8102556-1 10 15 20 25 30 35 hela dess längd. - att varje elektro-magnetsystem (14, 15, 16) är individuellt in- och urkopplingsbart.This is achieved according to the present invention by means of a plant for thermal or chemical-thermal treatment of metal workpieces with a housing (1) comprising a workpiece receiving muffle (2) with heating element (7) and thermal insulation (ll) and a at the muffle (2) arranged device for generating a magnetic field, which plant has devices for loading and discharging workpieces and for supplying and diverting a diffusion gas, wherein - the muffle (2) is made of non-magnetic material, - the device for generating the magnetic field consists of a plurality successively placed closed electromagnet systems, arranged to surround the muffle (2) along its entire length. - that each electromagnet system (14, 15, 16) can be individually switched on and off.

Det är lämpligt, att det slutna magnetsystemet är uppbyggt av dels elektromagneter, vilka är parvis hopbyggda till en muffeln omgivande kassett, varvid centrumaxlar för de motsatta elektromagneterna i varje par är belägna på en enda rät linje, medan centrumax- larna för par av i kassetten närliggande elektromagneter skär varandra i rät vinkel (dvs är vinkelräta mot var- andra), och dels ett i muffeln anordnat värmeelement i form av en bifilär spiral.It is suitable that the closed magnet system is made up of electromagnets, which are assembled in pairs into a muffle surrounding cassette, the central axes of the opposite electromagnets in each pair being located on a single straight line, while the central axes of pairs of in the cassette adjacent electromagnets intersect at right angles (ie are perpendicular to each other), and on the other hand a heating element arranged in the muffle in the form of a bifilar spiral.

Det är lämpligt, att utmatningsanordningen är upp- byggd av styrningar med i dessa anordnat griporgan och med drivanordning för förflyttning av griporganet.It is suitable that the discharge device is built up of guides with gripping means arranged therein and with drive device for moving the gripping means.

Anordnandet av_nämnda konstruktionselement och deras lämpliga inbördes läge i anläggningen gör det möjligt att alstra ett magnetfält med reglerbar styrka (av högst 40 kA/m) genom användning av det slutna magnet- fältet, kylning, vârmeskydd samt oberoende arbete av elektromagneterna. Magnetsystemet utsättes i detta fall inte för inverkan av det aggressiva mättningsmediet.The arrangement of said structural elements and their suitable mutual position in the plant makes it possible to generate a magnetic field with adjustable strength (of not more than 40 kA / m) by using the closed magnetic field, cooling, heat protection and independent work of the electromagnets. In this case, the magnetic system is not exposed to the action of the aggressive saturation medium.

De till en kassett sammansatta elektromagneterna säker-ö ställer - när de omkopplas suocessivt_- transport av arbetsstyckena vid behandlingen av dessa, omrörning och inmatning av arbetsstyckena i härdningstanken under betingelser, vid vilka arbetsstyckenas behandlade yta inte oxideras. Genom att värmeelementet är anordnat i muffeln kan man öka värmningshastigheten för arbets- styckena och minska den värmemängd, som läcker ut in i det omgivande utrymmet. Genom att värmeelememtet utgöres av en bifilär spiral, förvränges inte det i muffelns arbetsutrymme av elektromagneterna alstrade magnetfältet.The electromagnets assembled to a cassette ensure - when switched successively - transport of the workpieces during their processing, stirring and feeding of the workpieces into the curing tank under conditions in which the treated surface of the workpieces is not oxidized. By arranging the heating element in the muffle, you can increase the heating speed of the workpieces and reduce the amount of heat that leaks into the surrounding space. Because the heating element consists of a bifilar spiral, the magnetic field generated in the working space of the muffle by the electromagnets is not distorted.

Anläggningen enligt uppfinningen gör det möjligt att förbättra de behandlade arbetsstyckenas fysikaliska och mekaniska egenskaper och att med 1,5-2 gånger inten- sifiera den kemisk-termiska behandlingen. 10 15 20 25 30 35 8102556-1 7 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvis- ning till bifogade ritning, på vilken fig l visar att ett snitt genom anläggningen enligt uppfinningen för termisk och kemisk-termisk behandling av arbetsstycken av metall och fig 2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig 1. i Anläggningen enligt uppfinningen för termisk och kemisk-termisk behandling av arbetsstycken av metall innefattar ett hus l (fig l), vari är anordnad en muffel 2, som är tätt förbunden med en matarbehållare 3 i en an- ordning för beskickning av arbetsstycken och med en härdningstank 4 i en anordning för utmatning av behandlade arbetsstycken. Muffeln 2 är framställd av omagnetisk stål. I muffeln 2 är i ett andra kvartsrör 5 på en upptag- ningsdorn 6 av keramiskt material anordnat ett värmeele- ment 7, som har formen av en bifilär spiral. Kvartsrörets 5 undre ände är tätt tillsluten, medan dess övre ände genom hermetiska tätningsanordningar 8 för matarbehålla- rens 3 hus är införd i en kyld, med hermetiska tätnings- anordningar 10 försedd enhet 9 för tillförsel av matnings- spänningen. Kring muffeln 2 är en värmeisolering ll anordnad. Utanför värmeisoleringen ll är anordnade elektro- magneter, vilka innefattar slutna magnetflödesledare 12, som är skilda från varandra medelst diamagnetiska mellan- lägg 13. Mellan magnetflödesledarna 12 och värmeisoleringen ll är på kärnor 14 med polstycken 15 spolar 16 anordnade.The plant according to the invention makes it possible to improve the physical and mechanical properties of the treated workpieces and to intensify the chemical-thermal treatment by 1.5-2 times. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows that a section through the plant according to the invention for thermal and chemical-thermal treatment of metal workpieces and Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1. The plant according to the invention for thermal and chemical-thermal treatment of metal workpieces comprises a housing 1 (Fig. 1), in which a muffle 2 is arranged, which is tightly connected to a feed container 3 in a device for loading workpieces and with a hardening tank 4 in a device for discharging treated workpieces. The muffle 2 is made of non-magnetic steel. In the muffle 2, in a second quartz tube 5 on a receiving mandrel 6 of ceramic material, a heating element 7 is arranged, which has the shape of a bifilar spiral. The lower end of the quartz tube 5 is tightly closed, while its upper end is inserted through hermetic sealing devices 8 for the housing of the feed container 3 into a cooled unit 9 provided with hermetic sealing devices 10 for supplying the supply voltage. A thermal insulation 11 is arranged around the muffle 2. Outside the thermal insulation 11, electromagnets are arranged, which comprise closed magnetic flow conductors 12, which are separated from each other by means of diamagnetic spacers 13. Between the magnetic flow conductors 12 and the thermal insulation 11, coils 16 are arranged on cores 14 with pole pieces 15.

Härdningstanken 4 utgöres av en behållare, som medelst en mellanvägg 17 är delad i två delar, av vilka den ena är förbunden med muffeln 2 och försedd med en elektromagnet 18, vars dragstång 19 är anordnad att uppbära ett åtskiljningsorgan 20, som fasthàlles av en fjäder 21. I härdningstankens 4 andra del är anordnade till ett kamorgan hörande styrningar 22, vilka uppbär ett elektromagnetstyrt griporgan 23, som är förbundet med en drivanordning i form av en hydraulcylinder 24 8102556-1 10 15 20 25 30 _35 8 för förflyttning av griporganet 23. I härdningstankens 4 båda delar är perforerade mellanväggar 25 respektive 25 anordnade. Mellan härdningstanken 4 och det elektro- styrda griporganet 23 är i ett övre läge en med_perforerad bottendel försedd behållare 27 för behandlade arbets- stycken anordnad. En hydraulpump 28 med en elektrisk drivanordning 29 är genom en sug- och en tryckrörledning förbunden med härdningstanken 4 respektive hydraulcy- lindern 24. Rörstutsar 30 och 3l för tillförsel respektive bortförsel av gaser är anordnade i matarbehâllarens 3 hus respektive härdningstankens 4 hus. Rörstutsarna 31 är förbundna med atmosfären genom ett oljelås 32. Matar- behållaren 3 är försedd med ett tätt tillslutningsbart lock 33 och en värmeisolering 34.The hardening tank 4 consists of a container, which by means of a partition wall 17 is divided into two parts, one of which is connected to the muffle 2 and provided with an electromagnet 18, the drawbar 19 of which is arranged to support a separating member 20, which is held by a spring 21. In the second part of the hardening tank 4, guides 22 belonging to a cam member are arranged, which support an electromagnet-controlled gripping member 23, which is connected to a drive device in the form of a hydraulic cylinder 24 for moving the gripping member 23. Perforated partitions 25 and 25, respectively, are arranged in both parts of the curing tank 4. Between the hardening tank 4 and the electrically controlled gripping member 23, a container 27 for treated workpieces provided with a perforated bottom part is arranged in an upper position. A hydraulic pump 28 with an electric drive device 29 is connected by a suction and a pressure pipeline to the curing tank 4 and the hydraulic cylinder 24 respectively. Pipe nozzles 30 and 31 for supply and removal of gases are arranged in the housing of the feed container 3 and the curing tank 4, respectively. The pipe fittings 31 are connected to the atmosphere by an oil lock 32. The feed container 3 is provided with a tightly closable lid 33 and a thermal insulation 34.

I fig 2 Visas ett snitt längs linjen II-II genom anläggningen enligt uppfinningen, där man kan se att centrumlinjer för de motsatta, på den ena magnetflödes- ledaren 12 anordnade spolarna 16 ligger på en rät linje, medan centrumlinjer för de närliggande paren av elektro- magnetspolar 16 är vinkelräta mot varandra.Fig. 2 shows a section along the line II-II through the plant according to the invention, where it can be seen that center lines of the opposite coils 16 arranged on one magnetic current conductor 12 lie on a straight line, while center lines of the adjacent pairs of electro magnetic coils 16 are perpendicular to each other.

Anläggningen fungerar på följande sätt. En härdnings- vätska ihälles i härdningstanken 4 (fig l) till en nivå, som ligger ovanför mellanväggens 17 undre ändyta en _ sträcka, som är 1,5-2 gånger större än det i mm av härd- I ningsvätskepelarhöjden uttryckta trycket hos mättnings- mediet i muffeln 2. __ _ Arbetsstyckena satsas i matarbehållaren 3, som därefter tillslutes medelst locket 33. Gas, som användes som mättningsmedium, tillföres genom rörstutsen 30 och undantränger luft från matarbehållaren 3, muffeln 2 och härdningstanken 4, varvid den avledes till atmosfären ' genom rörstutsarna 31 och oljelåset 32. Matningsspänningen pålägges därefter över värmeelementet 7 medelst den tätt tíllslutna enheten 9. Arbetsstyckena fasthålles i muffeln 2 medelst åtskiljningsorganet 20. När tempera- turen i muffeln 2 uppnår 450-500°C, pålägges likspänningen över elektromagnetspolarna 16, vilka alstrar ett magnetiskt 10 15 20 25 30 35 8102556-1 9 likstömsfält. Magnetflödet uppträder mellan polstyckena -15 och täffar de i muffeln 2 befintliga arbetsstyckena, vilket resulterar i att dessa fasthâlles i fältet från varje elektromagnet.The system works as follows. A curing liquid is poured into the curing tank 4 (Fig. 1) to a level which lies above the lower end surface of the partition wall 17 a distance which is 1.5-2 times greater than the pressure of the curing liquid column height expressed in mm. The workpieces are loaded into the feed container 3, which is then closed by the lid 33. Gas used as saturation medium is supplied through the nozzle 30 and displaces air from the feed container 3, the muffle 2 and the curing tank 4, discharging it to the atmosphere. through the pipe fittings 31 and the oil lock 32. The supply voltage is then applied across the heating element 7 by means of the tightly closed unit 9. The workpieces are held in the muffle 2 by means of the separating means 20. When the temperature in the muffle 2 reaches 450-500 ° C, the DC voltages generates a magnetic DC field. The magnetic flux occurs between the pole pieces -15 and hits the workpieces present in the muffle 2, which results in these being retained in the field from each electromagnet.

Arbetsstyckena uppvärmes härvid genom stràlenergin från värmeelementet 7 samt genom värmeöverföring, vilket med 2-4 gånger minskar värmningstiden och värmeelementets 7 effektförbrukning. Efter den tid, som erfordras för att tillhandahålla ett diffusionsskikt med önskat djup, aktiveras elektromagneten 18, som medelst dragstången 19, genom att hoptrycka fjädern 21 förflyttar åtskiljnings- organet 20 nedåt och öppnar muffeln 2. Samtidigt bort- kopplas matningsspänningen från spolarna 16 på den undre elektromagneten, varvid en portion (en sats) av arbets- stycken faller mot mellanväggen 25 och vidare in i härd- ningsvätskan och uppsamlas vid härdningstankens 4 bottenyta. Åtskiljníngsorganet 20 återgår därefter till utgångsläget och matningsspänningen appliceras över spolen 16 hos den undre elektromagneten, samtidigt som matningsspän~ ningen bortkopplas från de överliggande spolarna l6 på den angränsande elektromagneten.The workpieces are heated in this case by the radiant energy from the heating element 7 and by heat transfer, which reduces the heating time and the power consumption of the heating element 7 by 2-4 times. After the time required to provide a diffusion layer of the desired depth, the electromagnet 18 is activated, which by means of the drawbar 19, by compressing the spring 21, moves the separating means 20 downwards and opens the muffle 2. At the same time the supply voltage is disconnected from the coils 16 on the the lower electromagnet, wherein a portion (a set) of workpieces falls against the partition wall 25 and further into the curing liquid and is collected at the bottom surface of the curing tank 4. The isolating means 20 then returns to the initial position and the supply voltage is applied across the coil 16 of the lower electromagnet, at the same time as the supply voltage is disconnected from the overlying coils 16 of the adjacent electromagnet.

Samtidigt som arbetsstyckena delvis rör sig nedåt, vändes de 90° genom att centrumaxlarna för spolarna 16 på de närliggande elektromagneterna är vinkelräta mot varandra. De överliggande spolarna 16 på de närliggande elektromagneterna omkopplas därefter i samma ordning, vilket leder till att satser (portioner) av arbetsstycken uppifrån inmatas från matarbehållaren 3 i härdningstanken 4. Vid varje omkoppling av elektromagnetspolarna 16 vändes arbetsstyckena 90°, vilket bidrar till en bättre fördelning av mättningsmediet över arbetsstyckena. Det elektromagnetstyrda griporganet 23 rör sig i kamorganets styrningar medelst hydraulcylindern 24, medgriper de vid tankens 4 bottenyta uppsamlade arbetsstyckena och utmatar dem till behållaren 27. 8102556-1 10 ,,. - .._.___... ._. 10 För att ugnen skall kunna arbeta med högsta möjliga verkningsgrad måste det antal arbetsstycken, som inmatas i behållaren 3, motsvara det antal arbetsstycken, som behandlas per skift.At the same time as the workpieces partially move downwards, they are turned 90 ° in that the center axes of the coils 16 of the adjacent electromagnets are perpendicular to each other. The overhead coils 16 of the adjacent electromagnets are then switched in the same order, which leads to batches (portions) of workpieces being fed from above from the feed container 3 into the curing tank 4. At each switching of the electromagnet coils 16, the workpieces are turned 90 °, of the saturation medium over the workpieces. The electromagnetically controlled gripping member 23 moves in the guides of the cam member by means of the hydraulic cylinder 24, engages the workpieces collected at the bottom surface of the tank 4 and discharges them to the container 27. - .._.___... ._. In order for the oven to be able to operate with the highest possible efficiency, the number of workpieces fed into the container 3 must correspond to the number of workpieces processed per shift.

I anläggningen enligt uppfinningen minskas värmeele- mentets effektförbrukning med 2-3 gånger, varigenom anläggningens kapacitet ökar. Genom att härdningen genom- föres i oxidationsfri atmosfär omedelbart efter diffu- sionsmättningen, ökar de behandlade arbetsstyckenas slit- beständighet och korrosionsbeständighet, varjämte arbets- styckena får hög ytkvalitet. Efter nitrering ökar hård- heten hos arbetsstycken av olegerade stål med medelhög och hög kolhalt med 2-3 gånger.In the plant according to the invention, the power consumption of the heating element is reduced by 2-3 times, whereby the capacity of the plant increases. By carrying out the curing in an oxidation-free atmosphere immediately after the diffusion saturation, the wear resistance and corrosion resistance of the treated workpieces increase, and the workpieces also have a high surface quality. After nitriding, the hardness of workpieces of unalloyed steels with medium and high carbon content increases by 2-3 times.

Claims (5)

1. 0 15 20 25 30 8102556-1 ll PATENTKRAV l. Anläggning för termisk eller kemisk-termisk behand- ling av arbetsstycken av metall med ett hus (1) innefattande en arbetsstyckena upptagande muffel (2) med värmeelement (7) och värmeisolering (ll) samt ett vid muffeln (2) anordnat don för alstrande av magnetfält, vilken anläggning uppvisar anordningar för beskickning och utmatning av arbetsstycken samt för tillförsel och avledning av en diffusionsgas, k ä n n e t e c k n a d av - att muffeln (2) är framställd av omagnetiskt material, - att donet för alstrande av magnetfältet utgöres av ett flertal efter varandra placerade slutna elektro-magnet- system, anordnade att omge muffeln (2) utefter hela dess längd, - att varje elektro-magnetsystem (14, 15, 16) är in- dividuellt in- och urkopplingsbart.1. 0 15 20 25 30 8102556-1 ll CLAIMS 1. Installation for thermal or chemical-thermal treatment of metal workpieces with a housing (1) comprising a workpiece receiving muffle (2) with heating element (7) and thermal insulation ( ll) and a device arranged at the muffle (2) for generating magnetic fields, which plant has devices for loading and discharging workpieces and for supplying and diverting a diffusion gas, characterized in that - the muffle (2) is made of non-magnetic material , - that the means for generating the magnetic field consists of a plurality of successively placed closed electromagnetic systems, arranged to surround the muffle (2) along its entire length, - that each electromagnetic system (14, 15, 16) is enclosed. individually switchable and disconnectable. 2. Anläggning enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att ett eller flera magnetsystem (l4 - 16) är anordnade att urkopplas successivt nedifrân i ändamål att av magnetsystemets (14 - 16) magnetfält i muffeln (2) fasthållna arbetsstycken glider nedåt till närmast inkoppla- de magnetsystem eller till den under muffeln (2) placerade anordningen för utmatning av behandlade arbetsstycken. k ä n n e - k ä n n e -Plant according to claim 1, characterized in that one or more magnetic systems (14 - 16) are arranged to be disconnected successively from below in order for the workpieces held in the muffle (2) held in the muffle (2) to slide downwards to the nearest connected magnetic system or to the device placed under the muffle (2) for discharging treated workpieces. k ä n n e - k ä n n e - 3. Anläggning enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att det slutna magnetiska systemet är uppbyggt av elektro-magneter, vilka är parvis hopsatta till en muffeln (2) omgivande kassett, varvid centrumlinjerna för de motstående elektromagneterna i varje par ligger på en rät linje, medan centrumlinjerna för intill varandra belägna elektromagnetkassetter är vinkelräta mot varandra.Plant according to claim 1, characterized in that the closed magnetic system is composed of electromagnets, which are assembled in pairs to a cassette surrounding a muffle (2), the center lines of the opposing electromagnets in each pair lying on a straight line, while the centerlines of adjacent electromagnetic cartridges are perpendicular to each other. 4. Anläggning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d av att värmeelementet (7) utgöres av en i muffeln (2) anordnad bifilär spiral.Plant according to Claim 1, characterized in that the heating element (7) consists of a bifilar spiral arranged in the muffle (2). 5. Anläggning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen för utmatning 81025564 12 av behandlade arbetsstycken utgöres av styrningen: (22) med ett utefter dessa glidbart griporgan (23) samt en drivan- ordning för förflyttning av griporganet (23) .Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the device for discharging treated workpieces consists of the guide: (22) with a gripping member (23) slidable along them and a drive device for moving the gripping member (23). .
SE8102556A 1981-04-28 1981-04-22 INSTALLATION FOR THERMAL OR CHEMICAL THERMAL TREATMENT OF THE WORKING METAL SE442641B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813116845 DE3116845C2 (en) 1981-04-28 1981-04-28 Method and device for the chemical-thermal treatment of metallic workpieces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8102556L SE8102556L (en) 1982-10-23
SE442641B true SE442641B (en) 1986-01-20

Family

ID=6130994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8102556A SE442641B (en) 1981-04-28 1981-04-22 INSTALLATION FOR THERMAL OR CHEMICAL THERMAL TREATMENT OF THE WORKING METAL

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE3116845C2 (en)
FR (1) FR2506336A1 (en)
SE (1) SE442641B (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1987265U (en) * 1968-06-12 Europaische Atomgemeinschaft (EURATOM), Brüssel (Belgien) Device for the production of molded bodies from uranium carbide
FR647296A (en) * 1926-12-28 1928-11-22 Eisen U Stahlwerk Hoesch Ag Method and device for hardening objects made of ferromagnetic materials
FR649268A (en) * 1928-02-20 1928-12-20 Continuous operating furnace for the heat treatment of steels or other magnetic substances
US2415376A (en) * 1943-05-29 1947-02-04 Budd Co Electromagnetic means for feeding a ferromagnetic charge to a furnace
FR1075890A (en) * 1952-04-15 1954-10-20 Process for hardening iron and steel alloys and articles thus obtained
SU111793A1 (en) * 1957-01-21 1957-11-30 В.В. Фомин Parts Quenching Machine
GB1046388A (en) * 1964-08-25 1966-10-26 Four Electr Delemont Sa Du Apparatus for continuous final quenching of heated articles
CH511942A (en) * 1969-02-04 1971-08-31 Borel Sa Furnace for hardening self-hardening alloy steels and high speed steels
SU558967A1 (en) * 1975-12-23 1977-05-25 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Технологии Автомобильной Промышленности (Ниитавтопром) Shaft furnace for nitriding

Also Published As

Publication number Publication date
FR2506336B1 (en) 1983-12-02
SE8102556L (en) 1982-10-23
DE3116845A1 (en) 1982-11-11
DE3116845C2 (en) 1986-08-28
FR2506336A1 (en) 1982-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4221652A (en) Sputtering device
US2430005A (en) Differential heat treating
US4458153A (en) Organism destruction by electrohydraulic discharge within a pulsed magnetic field envelope
US3540993A (en) Sputtering apparatus
EP2035149B1 (en) Electromagnetic separator and separation method of ferromagnetic materials
US8088328B2 (en) Vacuum nitriding furnace
RU2098196C1 (en) Sealed chamber and plant (variants) for coating of items by liquid coating product
US4769101A (en) Apparatus for surface-treating workpieces
US4105437A (en) Method and apparatus for recovering metals
US5064521A (en) Apparatus for electrochemical machining
SE442641B (en) INSTALLATION FOR THERMAL OR CHEMICAL THERMAL TREATMENT OF THE WORKING METAL
CN101490793B (en) Plasma treatment apparatus for continuous material
JP2002543273A (en) Apparatus and method for processing conductive continuous material
US3628948A (en) Electric arc vacuum melting processes
EP0835942B1 (en) Method for the electromagnetic stirring of the liquid metal in electric arc furnaces and relative device
US5662969A (en) Hot coating by induction levitation
SE431473B (en) DEVICE FOR PREPARING VACUUM COATINGS
US3595773A (en) Process for depositing on surfaces
US3635696A (en) Treatment of molten metal using arc heat and vacuum
US7884302B2 (en) Plasma processing installation, influenced by a magnetic field, for processing a continuous material or a workpiece
US1792674A (en) Method of heating salt baths for heat treatment of metals
US658536A (en) Apparatus for treating ores.
JPH0151541B2 (en)
RU2135316C1 (en) Plant for electric arc cleaning of wire in vacuum
SE427148B (en) Electric furnace for chemical-thermal treatment of work pieces of metal or alloys

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8102556-1

Effective date: 19911108

Format of ref document f/p: F