RU2383631C1 - Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys - Google Patents
Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383631C1 RU2383631C1 RU2008146905/02A RU2008146905A RU2383631C1 RU 2383631 C1 RU2383631 C1 RU 2383631C1 RU 2008146905/02 A RU2008146905/02 A RU 2008146905/02A RU 2008146905 A RU2008146905 A RU 2008146905A RU 2383631 C1 RU2383631 C1 RU 2383631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- cooling
- tank
- inert gas
- sheet steel
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 3
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 title 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для безокислительной термической обработки деталей и сборочных единиц, на поверхности которых согласно требованиям технических условий не допускаются цвета побежалости, например деталей точной механики ракетной техники.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used for non-oxidative heat treatment of parts and assembly units, on the surface of which, according to the requirements of the technical conditions, discoloration colors are not allowed, for example, parts of the exact mechanics of rocketry.
Известен способ термической безокислительной обработки (см. ОСТ 92-1188-78 "Обработка термическая безокислительная деталей, сборочных единиц и заготовок из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов", 1979, стр.7), взятый в качестве прототипа. Способ заключается в следующем: детали укладывают в контейнер, герметизируют контейнер, продувают контейнер с деталями инертным газом, например аргоном, до полного удаления воздуха, загружают контейнер с деталями в камерную печь, находящуюся при технологической температуре, нагревают контейнер с деталями до технологической температуры, выдерживают при этой температуре, выгружают контейнер из печи и охлаждают на воздухе, проводят разгерметизацию контейнера, прекращают подачу аргона в контейнер, выгружают детали из контейнера.A known method of thermal non-oxidizing treatment (see OST 92-1188-78 "Processing thermal non-oxidizing parts, assembly units and blanks from corrosion-resistant and heat-resistant steels and alloys", 1979, p. 7), taken as a prototype. The method consists in the following: the parts are placed in a container, the container is sealed, the container with parts is blown with an inert gas, for example argon, until the air is completely removed, the container with parts is loaded into a chamber furnace at the technological temperature, the container with parts is heated to the technological temperature, maintained at this temperature, the container is unloaded from the furnace and cooled in air, the container is depressurized, the flow of argon into the container is stopped, and parts are unloaded from the container.
Недостатками прототипа являются нестабильность в части обеспечения светлой поверхности деталей, замедленное охлаждение деталей в контейнере, большие затраты энергетических и материальных ресурсов, неудобство при эксплуатации.The disadvantages of the prototype are instability in terms of providing a light surface of the parts, the delayed cooling of the parts in the container, the high cost of energy and material resources, inconvenience during operation.
При термической обработке по способу прототипа на поверхностях деталей, сборочных единиц из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов в среде инертного газа, в том числе аргона, допускаются цвета побежалости, образующие пленки очень тонкие, толщиной сотые доли микрона, но очень стойкие и плотные, в большинстве случаев браковочным признаком не являются.During heat treatment according to the prototype method on the surfaces of parts, assembly units of corrosion-resistant and heat-resistant steels and alloys in an inert gas, including argon, tint colors are allowed, forming films are very thin, hundredths of a micron thick, but very resistant and dense , in most cases, are not a rejection sign.
Причиной образования цветов побежалости на поверхностях деталей являются наличие в составе инертного газа, в том числе аргона, следов окислителей, таких как кислород и водяной пар, поэтому надежно обеспечить светлую поверхность деталей при термической обработке по способу прототипа не представляется возможным. Удалить цвета побежалости механическим способом, травлением, электротравлением, электрополированием проблематично, так как при этом наблюдаются либо ухудшение качества поверхности, либо изменение размеров сверх установленных допусков.The reason for the formation of discoloration colors on the surfaces of parts is the presence of inert gas, including argon, traces of oxidizing agents such as oxygen and water vapor, therefore it is not possible to reliably provide a bright surface of parts during heat treatment by the prototype method. It is problematic to remove the discolouration colors mechanically, by etching, electro-etching, and electro-polishing, as this results in either a deterioration in surface quality or a change in size in excess of established tolerances.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения качества деталей, повышение производительности способа, снижение себестоимости за счет уменьшения энергетических и материальных затрат.The proposed invention solves the problem of ensuring the quality of parts, increasing the productivity of the method, reducing costs by reducing energy and material costs.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в надежном обеспечении качества поверхности деталей без цветов побежалости при ускоренном охлаждении, обеспечивающем высокие пластические и вязкостные свойства деталей.The technical result obtained by the implementation of the invention is to reliably ensure the quality of the surface of the parts without discoloration with accelerated cooling, which provides high plastic and viscous properties of the parts.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе термической безокислительной обработки деталей и сборочных единиц, при котором нагрев, выдержку и охлаждение деталей производят в среде инертного газа, новым является то, что детали укладывают на полки открытого негерметичного приспособления, производят термическую обработку деталей в герметичной муфельной печи с емкостью для охлаждения при избыточном давлении, уменьшают процентное содержание окислителей в инертном газе в процессе нагрева, выдержки и охлаждения, для чего перед загрузкой приспособления с деталями в емкость для охлаждения закрывают приспособление с деталями цилиндрическим защитным кожухом из тонколистовой стали и прикрепляют к основанию приспособления набор дисков с отверстиями из тонколистовой стали, а выгрузку деталей из емкости для охлаждения производят при температуре не выше 200°С.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of thermal non-oxidative treatment of parts and assembly units, in which the parts are heated, aged and cooled in an inert gas environment, it is new that the parts are laid on the shelves of an open non-pressurized device, the parts are heat-treated in an airtight muffle furnace with a capacity for cooling at excess pressure, reduce the percentage of oxidizing agents in an inert gas during heating, aging and cooling, for which Before loading the device with parts into the cooling tank, close the device with parts with a cylindrical protective casing of sheet steel and attach a set of disks with holes of sheet steel to the base of the device, and the parts are unloaded from the cooling tank at a temperature of no higher than 200 ° C.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.Technical solutions with features distinguishing the claimed solution from the prototype are unknown and do not follow explicitly from the prior art. This suggests that the claimed solution is new and has an inventive step.
Предлагаемый способ реализуется с помощью муфельной печи со сменной емкостью для охлаждения при избыточном давлении по патенту RU N2232363, F27B 1/00, 5/04, 10.07.04 г., где в качестве рабочей среды используют инертный газ - аргон. Муфель выполнен открытым в нижней части. Емкость для охлаждения (и загрузки) с помощью разъемного соединения герметично соединена с нижней частью муфеля через переходное устройство, имеющее заслонку. Емкость для охлаждения (и загрузки) имеет рубашку для циркуляции охлаждающей воды.The proposed method is implemented using a muffle furnace with a removable tank for cooling at excess pressure according to patent RU N2232363, F27B 1/00, 5/04, 07/10/04, where inert gas - argon is used as the working medium. The muffle is made open at the bottom. A container for cooling (and loading) by means of a detachable connection is hermetically connected to the lower part of the muffle through an adapter with a shutter. The cooling (and loading) tank has a jacket for circulating cooling water.
Пример реализации способа термической безокислительной обработки деталей и сборочных единиц. Детали укладывают на полки приспособления. К основанию приспособления прикрепляют набор дисков с отверстиями из тонколистовой стали. Детали закрывают защитным кожухом из тонколистовой стали, выполненным в форме цилиндра. Приспособление с деталями, закрытыми защитным кожухом, и прикрепленным к приспособлению набором дисков загружают в емкость для охлаждения, когда она не подключена к переходному устройству. В емкости для охлаждения с деталями через патрубок заменяют окислительную среду защитным газом, например аргоном. Затем емкость для охлаждения с помощью разъемного соединения герметично соединяют с переходным устройством и производят окончательную продувку защитным газом с помощью патрубков. После завершения продувки аргоном приспособление с деталями, закрытыми защитным кожухом, и набором дисков поднимают из емкости для охлаждения посредством штанги при открытой заслонке в нагретое до требуемой температуры рабочее пространство муфеля печи, заполненное аргоном.An example of the implementation of the method of thermal non-oxidative treatment of parts and assembly units. Details are placed on the shelves of the device. A set of discs with holes of sheet steel is attached to the base of the device. Details are closed with a protective casing of sheet steel, made in the form of a cylinder. A fixture with parts covered by a protective cover and a set of disks attached to the fixture is loaded into a container for cooling when it is not connected to the adapter. In the cooling container with parts through the pipe, the oxidizing medium is replaced with a protective gas, for example argon. Then, the cooling tank by means of a detachable connection is hermetically connected to the transition device and the final purge by shielding gas is performed using the nozzles. After the argon purge is completed, the device with the parts closed by the protective casing and the set of disks is lifted from the cooling tank by means of a bar with an open damper into the working space of the furnace muffle filled with argon heated to the required temperature.
Техническая сущность защиты поверхностей деталей от появления цветов побежалости заключается в том, что защитный кожух, закрывающий детали, выполненный в форме цилиндра, и диски с отверстиями находятся ближе к "горячему" муфелю, а с учетом того, что кожух и диски изготавливают из тонколистовой стали, они нагреваются быстрее, чем приспособление с деталями. Имея большую поверхность, кожух и диски в результате нагрева выше 200°С окисляются, в том числе по следующим химическим реакциям:The technical essence of protecting the surfaces of parts from the appearance of discoloration is that the protective casing covering the parts, made in the form of a cylinder, and the disks with holes are closer to the "hot" muffle, and taking into account the fact that the casing and disks are made of sheet steel They heat up faster than fixtures with parts. Having a large surface, the casing and discs are oxidized as a result of heating above 200 ° C, including the following chemical reactions:
Таким образом, миллионные доли процента кислорода и паров воды, присутствующих в аргоне, будут расходоваться на окисление поверхностей кожуха и дисков, а поверхности деталей останутся светлыми во время всего технологического цикла.Thus, the millionths of a percent of oxygen and water vapor present in argon will be spent on the oxidation of the surfaces of the casing and discs, and the surfaces of the parts will remain bright during the entire technological cycle.
После нагрева и технологической выдержки приспособление с деталями, защитным кожухом, набором дисков с помощью штанги перемещают в емкость для охлаждения при открытой заслонке. Затем с помощью разъемного соединения емкость для охлаждения отключают от переходного устройства при закрытой заслонке, не прекращая подачу защитного газа через патрубок. Герметично закрывают емкость для охлаждения крышкой, имеющей отверстие для выхода аргона и охлаждают детали до температуры не выше 200°С. Температура выгрузки приспособления с деталями из емкости для охлаждения на воздух после завершения процесса термообработки не должна превышать 200°С, так как с превышением этой температуры могут образовываться на деталях цвета побежалости. После окончания охлаждения приспособление с деталями, кожухом и набором дисков выгружают на воздух. По завершении процесса охлаждения удаляют с приспособления защитный цилиндрический кожух, снимают набор дисков и извлекают детали с полок приспособления.After heating and technological endurance, the device with parts, a protective casing, a set of disks with the help of a rod is moved to a cooling tank with the damper open. Then, using a detachable connection, the cooling tank is disconnected from the adapter with the shutter closed, without stopping the supply of protective gas through the nozzle. Hermetically close the container for cooling with a lid having a hole for the exit of argon and cool the parts to a temperature of no higher than 200 ° C. The temperature of unloading the device with parts from the tank for cooling to air after the completion of the heat treatment process should not exceed 200 ° C, since with this temperature exceeding, discoloration colors may form on the parts. After cooling, the device with parts, a casing and a set of discs is unloaded into the air. At the end of the cooling process, the protective cylindrical casing is removed from the device, the set of disks is removed and parts are removed from the device shelves.
Весь процесс термообработки, а именно нагрев, выдержку и охлаждение деталей производят при избыточном давлении инертного газа.The entire heat treatment process, namely heating, aging and cooling of parts is carried out at an inert gas overpressure.
Применение контейнера, который используют для безокислительной термической обработки деталей, сборочных единиц и заготовок по способу прототипа, имеет низкую стойкость несмотря на то, что его изготавливают из жаропрочной дорогостоящей стали, поскольку контейнер нагревается под закалку свыше 1000°С и эксплуатируется в окислительной атмосфере. Ввиду эксплуатации контейнера в окислительной атмосфере его стенки выполняются достаточно толстыми, поэтому охлаждение деталей в разогретом массивном контейнере замедленное. Замедленное охлаждение приводит к выделению карбидной фазы по границам зерен деталей из коррозионно-стойких сталей, например 14Х17Н2БШ, 25Х17Н2БШ, и естественно к снижению свойств пластичности и вязкости.The use of the container, which is used for non-oxidative heat treatment of parts, assembly units and workpieces according to the prototype method, has low resistance despite the fact that it is made of heat-resistant expensive steel, since the container is heated under quenching above 1000 ° C and is operated in an oxidizing atmosphere. Due to the operation of the container in an oxidizing atmosphere, its walls are made quite thick, so the cooling of parts in a heated massive container is slow. Slow cooling leads to the precipitation of the carbide phase at the grain boundaries of parts from corrosion-resistant steels, for example 14Kh17N2BSh, 25Kh17N2BSh, and naturally to a decrease in the properties of ductility and toughness.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146905/02A RU2383631C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146905/02A RU2383631C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2383631C1 true RU2383631C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008146905/02A RU2383631C1 (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383631C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723871C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-06-17 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of non-corrosive thermal treatment of articles from austenitic corrosion-resistant steel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1476275A1 (en) * | 1987-04-09 | 1989-04-30 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро электротермического оборудования Производственного объединения "Сибэлектротерм" | Electric shaft furnace for heat treating of parts |
| RU2232363C1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-07-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярёва" | Shaft kiln of resistance for thermal treatment of parts out of steels and alloys |
| RU2278170C2 (en) * | 2004-07-15 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Электрохимический завод" | Shaft electric resistance furnace |
| RU2282676C2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО "ЧМЗ") | Method of production of extra-thin tubes from zirconium alloys and device for annealing them |
-
2008
- 2008-11-27 RU RU2008146905/02A patent/RU2383631C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1476275A1 (en) * | 1987-04-09 | 1989-04-30 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро электротермического оборудования Производственного объединения "Сибэлектротерм" | Electric shaft furnace for heat treating of parts |
| RU2232363C1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-07-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярёва" | Shaft kiln of resistance for thermal treatment of parts out of steels and alloys |
| RU2278170C2 (en) * | 2004-07-15 | 2006-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Электрохимический завод" | Shaft electric resistance furnace |
| RU2282676C2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО "ЧМЗ") | Method of production of extra-thin tubes from zirconium alloys and device for annealing them |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2723871C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-06-17 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Method of non-corrosive thermal treatment of articles from austenitic corrosion-resistant steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4645592B2 (en) | Two-chamber heat treatment furnace | |
| JP4428268B2 (en) | Heat treatment furnace | |
| SE507179C2 (en) | Methods and apparatus for gas purification during hot isostatic pressing | |
| JP5835256B2 (en) | Manufacturing method of ferritic stainless steel products | |
| US4160680A (en) | Vacuum carburizing | |
| RU2383631C1 (en) | Method of thermal noncorrosive treatment of parts and assembly units out of steel and alloys | |
| US20050104266A1 (en) | Vacuum furnace with pressurized intensive water quench tank | |
| CN109402332A (en) | A kind of heat treatment process of aluminium alloy extrusion mould | |
| WO2016054722A1 (en) | Method for heat treating long steel pipes | |
| CN112921252A (en) | Vacuum annealing and rapid cooling process for Ti-6Al-4V titanium alloy casting | |
| US5875636A (en) | Process for the cryogenic treatment of metal containing materials | |
| RU2367689C1 (en) | Method of thermal noncorrosive processing of products from steels and alloys and blast furnace of resistance for its implementation | |
| US3866891A (en) | Vacuum furnace equipment for heat treatment, hardening and brazing working parts | |
| JP5412047B2 (en) | Closed atmosphere heat treatment furnace | |
| RU2572690C2 (en) | Method of single stage diffusion chrome aluminising of parts out of heat-resistant alloys | |
| RU2456370C2 (en) | Method for steam-thermal oxydation of steel items and furnace for its implementation | |
| TWI809714B (en) | Nitriding treatment method of steel components | |
| CN201793653U (en) | Protective atmosphere thermal treatment electric pit furnace | |
| TW202246545A (en) | Nitriding treatment method for steel member | |
| US3171759A (en) | Method of heat treating high speed steels | |
| JPH0261525B2 (en) | ||
| US1453411A (en) | Process of annealing sheet iron | |
| RU2278170C2 (en) | Shaft electric resistance furnace | |
| JP6031313B2 (en) | Carburizing method | |
| JPH0312140B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201128 |