установка для термодиффузионного легирования изделий

Формула изобретения

Установка для термодиффузионного легирования изделий, содержащая имеющую возможность поворота электропечь с размещенной в ней с возможностью вращения ретортой с крышкой и разделителем в виде перегородки, представляющей винтовую линию, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, перегородка выполнена перфорированной и расположена вдоль оси реторты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, используемым для химико-термической обработки изделий и может быть использовано в машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известна установка для термодиффузионного легирования изделий, содержащая имеющую возможность поворота электропечь с размещенной в ней с возможностью вращения ретортой с крышкой и разделительным клапаном, делящим реторту на вспомогательную и рабочую зоны и снабженная двумя приводами приводом вращения реторты и перемещения разделительного клапана и приводом поворота печи (а.с. СССР N 260352, МКИ C 23 C 9/02).

Однако примерно 25-30% объема реторты данной установки используется под вспомогательную зону, что приводит к нерациональному использованию рабочего объема реторты и снижает производительность установки.

Кроме того, используемый в данной установке клапан при высоких температурах испытывает значительные нагрузки и при загрузке изделий, когда подающие изделия ударяют по клапану, и при выгрузке изделий при пересыпке легирующей смеси во вспомогательную зону установки, что приводит к заклиниванию мелких изделий в посадочном месте клапана, препятствует его плотному закрытию и оказывает значительное влияние на снижение производительности установки. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является установка для термодиффузионного легирования изделий, содержащая имеющую возможность поворота электропечь с размещенной в ней с возможностью вращения ретортой с крышкой, разделителем-конусом, делящим реторту на вспомогательную и рабочую зоны, и окнами загрузки и выгрузки, привод вращения реторты, системы подачи активатора и продувки реторты (а.с. СССР N 1154374, МКИ C 23 C 10/34).

Недостатками данной установки являются неполное отделение обработанных изделий от легирующей смеси при выгрузке их из установки в результате чего 4-5% легирующей смеси при хромировании и 10-15% при цинковании выносится вместе с изделиями при их выгрузке. Это требует постоянного добавления в реторту легирующей смеси, снижая производительность установки. Кроме того, вспомогательная зона установки занимает 20-30% от общего объема реторты, что также значительно снижает производительность установки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности установки за счет полного отделения обработанных изделий от легирующей смеси в процессе выгрузки их из установки, а также за счет более полного использования рабочего объема реторты.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для термодиффузионного легирования изделий, содержащей имеющую возможность поворота электропечь с размещенной в ней с возможностью вращения ретортой с крышкой и разделителем, делящим реторту на вспомогательную и рабочую зоны, разделитель выполнен в виде перфорированных перегородок, представляющих собой винтовую линию.

Данное конструктивное выполнение разделителя позволяет отделять легирующую смесь от обработанных изделий на нескольких уровнях, в результате чего вынос легирующей смеси при выгрузке изделий из реторты не превышает 0,1-0,2%

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемая установка отличается от известной тем, что разделитель выполнен в виде перфорированных перегородок, представляющих собой винтовую линию. Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что свидетельствует о соответствии его критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена предлагаемая установка, общий вид. Установка содержит электропечь 1 с защитным корпусом 2 с нагревателями 3, а также реторту 4, размещенную в печи 1 с возможностью вращения вокруг своей продольной оси с помощью механизма 5, установленного на корпусе 2. Электропечь 1 имеет возможность наклона относительно горизонтальной оси с помощью поворотного механизма 6, расположенного на станине 7. Реторта 4 снабжена люком 8 с крышкой 9 для подачи в нее порошкообразной легирующей смеси и обрабатываемых изделий, служащего также для выгрузки готовых изделий, и разделена на вспомогательную 10 и рабочую 11 зоны разделителем 12, выполненным в виде перфорированных перегородок, представляющих собой винтовую линию, осью которых является вал 13, являющейся одновременно и продольной осью реторты 4. Вспомогательная зона составляет 6-12% от общего объема реторты 4.

Шаг винтовой линии может быть различным в рабочей 11 и вспомогательной 10 зонах реторты 4.

Герметизацию реторты 4 осуществляют путем передачи усилия на крышку 9 реторты 4 с помощью прижимного устройства 14.

Установка работает следующим образом. С помощью механизма 6 печь 1 выводят в вертикальное положение, при котором люк 8 находится вверху. Через люк 8 в реторту 4 вводят порошкообразную легирующую смесь, с помощью механизма 6 печь 1 наклоняют на угол 10-30^o по отношению к вертикальному положению продольной оси реторты 4, включают механизм 5, обеспечивающий вращение реторты 4 с перфорированными перегородками разделителя 12, и начинают заполнять реторту 4 изделиями, подлежащими термодиффузионному легированию. Изделия по перегородкам разделителя 12 поступают в рабочую зону 11 реторты 4, в которой легирующая смесь через перфорацию в перегородках разделителя 12 заполняет пространство между обрабатываемыми изделиями. После окончания загрузки изделий закрывают люк 8 крышкой, посредством прижимного устройства 14 передают на нее усилие для обеспечения герметизации реторты 4 и осуществляют процесс термодиффузионного легирования изделий при заданной температуре и выдержке.

При этом за счет вращения реторты 4 с перфорированными перегородками разделителя 12 обеспечивается равномерное перемешивание изделий и легирующей смеси, что способствует получению одинаковой толщины покрытия на всех изделиях в более короткие сроки.

После окончания процесса термодиффузионного легирования изделий реторту 4 с помощью механизма 6 наклоняют на угол 60-80^o по отношению к вертикальному положению продольной оси реторты 4, открывают крышку 9 реторты 4, освободив ее от прижимного устройства 14, и с помощью механизма 5 меняют вращение реторты 4 с перфорированными перегородками разделителя 12 на противоположное.

При этом через перфорацию перегородок разделителя 12 во вспомогательной зоне 10 реторты 4 происходит отделение легирующей смеси от обрабатываемых изделий, поступление ее в рабочую зону 11 реторты 4 и одновременно выгрузка изделий из реторты 4.

После этого без снижения температуры в реторту 4 вводят новую партию изделий, и цикл повторяют. Таким образом возможно многократно, не выгружая легирующей смеси, обрабатывать новые партии изделий. Для удаления легирующей смеси реторту 4 переводят в положение горловиной вниз, и при открытой крышке 9 люка 8 смесь удаляют из реторты 4. Таким образом технико-экономическая эффективность предлагаемой установки для термодиффузионного легирования изделий по сравнению с прототипом заключается в повышении производительности установки в 1,5-2,5 раза за счет сокращения объема вспомогательной зоны до 4-8% от общего объема реторты, а также сокращения выноса легирующей смеси при выгрузке изделий из реторты до 0,1-0,2% Кроме того, предлагаемая конструкция установки способствует получению одинаковой толщины покрытия на всех обрабатываемых изделиях.