способ термической обработки деталей из металлов, сталей и сплавов

Формула изобретения

1. Способ термической обработки деталей из металлов, сталей и сплавов, включающий нагрев, выдержку и охлаждение деталей в муфеле, который герметизируют затвором с засыпкой и в котором создают защитную атмосферу за счет взаимодействия газов в муфеле с поверхностью обрабатываемых деталей и работы затвора муфеля, отличающийся тем, что отношение объема рабочего пространства муфеля к площади поверхности обрабатываемых деталей выбирают не более 0,5 м³/м².

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для термообработки деталей, сопровождающейся диффузионным легированием, в муфель предварительно помещают соответствующие вещества насыщающих элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к термической, химико-термической обработке деталей в различных газовых средах, как защитных, так и насыщающих, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, автомобилестроении и других областях промышленности.

Известен способ создания защитной атмосферы в замкнутом пространстве электропечи (SU 395444, МКИ С 21 D 1/76, 1973г.), включающий многократное вакуумирование с последующим многократным заполнением объема защитным газом. Использование этого способа предполагает наличие оборудования для создания вакуума и защитного газа для многократной его закачки в замкнутое пространство электропечи.

Известен способ термической обработки крупногабаритных изделий и сварных узлов из сплавов на основе титана (SU 633927, МКИ С 22 F 1/2, 1978г.). Способ включает нагрев, выдержку и охлаждение помещенного предварительно в защитный кожух изделия в герметизированной камере, заполненной после вакуумирования инертным газом. Способ позволяет несколько повысить качество поверхности деталей, но также предполагает использование установок для создания вакуума и закачивания инертного газа в герметизированную камеру термической печи.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является известный способ термической обработки деталей из металлов, сталей и сплавов, включающий нагрев, выдержку и охлаждение деталей в муфеле, который герметизируют затвором с засыпкой и в котором создают защитную атмосферу за счет взаимодействия газов в муфеле с поверхностью обрабатываемых деталей (см. SU 548637, МПК⁷ F 27 В 1/18, 21.03.1977).

Задачей изобретения является увеличение производительности и снижение трудоемкости процесса термической обработки деталей.

Для решения задачи и обеспечения технического результата в известном способе термической обработки деталей из металлов, сталей и сплавов, включающем нагрев, выдержку и охлаждение деталей в муфеле, который герметизируют затвором с засыпкой и в котором создают защитную атмосферу за счет взаимодействия газов в муфеле с поверхностью обрабатываемых деталей, отношение объема рабочего пространства муфеля к площади поверхности обрабатываемых деталей выбирают не более 0,5 м³/м². Для термообработки деталей, сопровождающейся диффузионным легированием, в муфель предварительно помещают соответствующие вещества насыщающих элементов.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят садку деталей для термообработки из расчета, чтобы отношение объема рабочего пространства муфеля к площади поверхности обрабатываемых деталей не превышало 0,5 м³/м². Готовую садку деталей загружают в уже разогретый до заданной температуры муфель. Для деталей, предназначенных для легирования, в муфель дополнительно помещают соответствующие вещества насыщающих элементов. Муфель герметизируют, закрывая его крышкой, контактирующей с затвором в виде желоба с засыпкой, включающей соответствующие активаторы. После закрытия муфеля крышкой в процессе нагрева деталей внутри муфеля создается избыточное давление газов за счет выделения испаряющихся летучих веществ с поверхности деталей и выход этих газов через засыпку затвора в окружающую атмосферу. При дальнейшем нагреве и выдержке обрабатываемых деталей в муфеле газовыделение с поверхности обрабатываемых деталей прекращается, внутри муфеля происходит некоторое разрежение, т.е. автовакуумирование, затем начинается фильтрация наружного воздуха через засыпку затвора внутрь муфеля и одновременное взаимодействие его с соответствующими активаторами в засыпке затвора. В муфеле создается необходимая защитная атмосфера. Как видно из данных табл.1 и 2, масса образцов различных сталей и сплавов после термообработки по предложенному способу не изменяется, а содержание углерода в фольге из стали У9А практически равно исходному состоянию. Термообработка по прототипу приводит к увеличению массы образцов и к обезуглероживанию фольги. При предварительном помещении в муфель соответствующих веществ насыщающих элементов можно проводить диффузионное легирование поверхности обрабатываемых деталей. Как видно из данных табл.3, процесс диффузионного легирования по предлагаемому способу по сравнению с прототипом интенсифицируется в 2-4 раза.