RU169069U1 - DEVICE FOR THERMAL ANNEALING OF PLANE HIGH-PRECISION PRODUCTS FROM METALS AND HIGH HARDNESS ALLOYS UNDER PRESSURE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к плите для высокотемпературного отжига плоских высокоточных изделий из металлов и сплавов высокой твердости под давлением. Для снятия напряжений, возникающих при изготовлении изделий, проводят их нагрев и охлаждение при давлении в плитах для высокотемпературного отжига, каждая из которых выполнена сборной из последовательно расположенных плиты из броневого листа, плиты нагрева с крышкой, плиты охлаждения с пазами для подачи воздуха, изоляционной плиты и второй плиты охлаждения с пазами для подачи воздуха, стянутых между собой болтами с образованием пакета плит, причем плита нагрева выполнена с пазами, в которых установлены спиралевидные нагреватели, при этом каждая плита выполнена с размером 800×800 мм. 8 ил.The invention relates to a plate for high-temperature annealing of flat high-precision products from metals and alloys of high hardness under pressure. To relieve stresses arising in the manufacture of products, they are heated and cooled at a pressure in the plates for high-temperature annealing, each of which is made of a series of consecutive plates of armor plate, a heating plate with a cover, a cooling plate with grooves for air supply, an insulation plate and a second cooling plate with grooves for air supply, tightened together by bolts to form a stack of plates, the heating plate made with grooves in which spiral heaters are installed, at m each plate is formed with a size of 800 × 800 mm. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для нагрева и поддержания необходимой температуры, используемым в гидравлических прессах, и представляет собой пакет из броневой плиты, основания плиты с электрическими нагревателями, крышки, плит охлаждения, теплоизоляционных плит.The utility model relates to devices for heating and maintaining the required temperature used in hydraulic presses, and is a package of an armored plate, a base plate with electric heaters, covers, cooling plates, heat-insulating plates.

Известен пресс для отпуска дисков (дереворежущих пил), позволяющий за счет выполнения нагревательных плит в виде коаксиально расположенных колец с индивидуальными нагревательными элементами, разделенными теплоизоляционной прокладкой, уменьшить перепад температур между центром и периферией, улучшить качество термообработки, повысить плоскостность и эксплуатационную устойчивость термообработанных дисков (См. авторское свидетельство на изобретение СССР №639948, C21D 9/24, 1978 г.).A known press for dispensing disks (wood-cutting saws), which allows, due to the design of heating plates in the form of coaxially arranged rings with individual heating elements separated by a heat-insulating gasket, to reduce the temperature difference between the center and the periphery, improve the quality of heat treatment, increase the flatness and operational stability of heat-treated disks ( See copyright certificate for the invention of the USSR No. 639948, C21D 9/24, 1978).

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности термообработки изделий высокой твердости, обеспечения заданного темпа нагрева и охлаждения обрабатываемых изделий, выдержки при требуемых температурах и давлениях.The disadvantage of this design is the lack of heat treatment of high hardness products, providing a given rate of heating and cooling of the processed products, exposure at the required temperatures and pressures.

Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решенияThese shortcomings are due to structural features of the known technical solutions

Известна конструкция греющей плиты пресса, предназначенного для переработки прессованием резинотехнических изделий и пластических масс. Плита представляет собой корпус со смонтированными в его параллельных каналах электрическими нагревателями с экранами, а также систему компенсации тепловых потерь по периметру корпуса, включающую установленные на боковых поверхностях теплоизолированные металлические накладки. Корпус плиты собран из наружных пластин с установленными в них вставками и экранирующими пластинами, размещенными сверху и снизу относительно нагревателей (патент RU 2257298 С2, В30В 15/34, 2003 г.).A known design of a heating plate of a press intended for processing by pressing rubber products and plastics. The plate is a case with electric heaters mounted in its parallel channels with screens, as well as a system for compensating for heat losses along the perimeter of the case, including heat-insulated metal plates installed on the side surfaces. The plate body is assembled from external plates with inserts and shielding plates installed in them, placed above and below relative to the heaters (patent RU 2257298 C2, B30B 15/34, 2003).

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности термообработки изделий из металлов, принудительного охлаждения плиты и изделий.The disadvantage of this design is the lack of heat treatment of metal products, forced cooling of the plate and products.

Указанные недостатки также обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.These shortcomings are also due to structural features of the known technical solutions.

Известен также пресс отпуска двухъярусный с электронагревом штампов для отпуска тонкостенных стальных деталей, например, дисков сцепления автомобильных двигателей после закалки. Пресс включает станину, снабженную теплоизоляцией, основание с жестко связанными с ним четырьмя вертикальными колоннами, на которых смонтированы нижняя и средняя подвижные плиты, верхняя неподвижная плита, снабженные штампами с теплоэлектронагревательными элементами. На основании установлен гидроцилиндр с возможностью взаимодействия его штока с нижней плитой, которая посредством симметрично расположенных пружинных амортизаторов связана со средней плитой (патент RU 2196682, В30В 7/02, C21D 9/40, 2003 г.).Also known is a bunk release press with electric heating of dies for the release of thin-walled steel parts, for example, clutch discs of automobile engines after quenching. The press includes a bed equipped with thermal insulation, a base with four vertical columns rigidly connected to it, on which the lower and middle movable plates are mounted, and the upper fixed plate equipped with dies with heat-electric heating elements. On the basis of the installed hydraulic cylinder with the possibility of interaction of its rod with the bottom plate, which through symmetrically arranged spring shock absorbers is connected with the middle plate (patent RU 2196682, B30B 7/02, C21D 9/40, 2003).

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности принудительного охлаждения обрабатываемых изделий.The disadvantage of this design is the lack of the possibility of forced cooling of the processed products.

Указанный недостаток также обусловлен конструктивными признаками известного технического решения.The specified disadvantage is also due to structural features of the known technical solutions.

Известен также пресс высокотемпературный лабораторный WABASH MPI G100H-3624-BCLPX (США, 2014 г.) для прессования полимерных композитных материалов, плиты которого размером 910×620 мм оснащены системами нагрева и охлаждения.Also known is a high-temperature laboratory press WABASH MPI G100H-3624-BCLPX (USA, 2014) for pressing polymer composite materials, plates of 910 × 620 mm in size are equipped with heating and cooling systems.

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности термообработки изделий высокой твердости, недостаточное максимальное усилие прессования (100 т).The disadvantage of this design is the lack of heat treatment of high hardness products, insufficient maximum pressing force (100 t).

Указанные недостатки также обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.These shortcomings are also due to structural features of the known technical solutions.

Задачей изобретения является разработка на базе гидравлического пресса установки термического отжига плоских (произвольной формы) высокопрочных и высокоточных изделий из металлов и сплавов при заданных изменениях температуры и давления во времени.The objective of the invention is to develop, on the basis of a hydraulic press, a thermal annealing plant for flat (arbitrary shape) high-strength and high-precision products from metals and alloys with given changes in temperature and pressure over time.

Решение технической задачи достигается за счет конструирования нагревательной плиты из следующих элементов: броневой высокопрочной части, основания нагревательной плиты с крышкой, плит охлаждения, изоляционной части, что позволяет осуществить термическую обработку изделий, не допуская деформации плиты, проведение цикла "нагрев-выдержка-охлаждение" по заданной временной программе с требуемым усилием.The solution to the technical problem is achieved by designing a heating plate from the following elements: armored high-strength part, the base of a heating plate with a lid, cooling plates, an insulating part, which allows for heat treatment of products, avoiding plate deformation, and a heating-holding-cooling cycle for a given time program with the required effort.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the distinguishing features and the achieved technical result, there is the following causal relationship.

Технический результат достигается тем, что в комплект установки входят две плиты, одна из которых неподвижна, а другая перемещается с помощью гидросистемы, рабочий размер плит - 800×800 мм, плиты идентичны. Обрабатываемые детали помещаются между плитами. Рабочая поверхность каждой плиты представляет собой броневой высокопрочный шлифованный лист, исключающий возможность его деформации при обработке высокопрочных изделий. Далее следует плита нагрева, в пазах которой уложены спиралевидные омические нагреватели. Число, конфигурация и мощность нагревателей выбраны из условия равномерного прогрева рабочей поверхности плит. Две плиты охлаждения предназначены для обеспечения требуемого темпа охлаждения за счет подачи воздуха в паз плиты. Изоляционный материал, применяемый в плите, отвечает требованию сохранения теплофизических свойств при сжатии с усилием 250 т/см² и обеспечения температуры основания ≤50°C. Все элементы плиты стягиваются болтами (8 штук). Подобная конструкция нагревательных плит позволяет с высокой точностью обеспечивать нагрев и выдержку нагруженных высокопрочных изделий по заданной программе, что обеспечивает гарантированное снятие напряжений, возникающих при изготовлении изделий, и отсутствие перегрева гидравлической системы пресса.The technical result is achieved by the fact that the installation kit includes two plates, one of which is stationary, and the other is moved using a hydraulic system, the working size of the plates is 800 × 800 mm, the plates are identical. Machined parts are placed between the plates. The working surface of each plate is an armored high-strength polished sheet, eliminating the possibility of its deformation during the processing of high-strength products. This is followed by a heating plate, in the grooves of which spiral ohmic heaters are laid. The number, configuration and power of heaters are selected from the condition of uniform heating of the working surface of the plates. Two cooling plates are designed to provide the required cooling rate by supplying air to the groove of the plate. The insulation material used in the slab meets the requirement of preserving the thermophysical properties under compression with a force of 250 t / cm ² and ensuring a base temperature of ≤50 ° C. All elements of the plate are pulled together by bolts (8 pieces). Such a design of heating plates makes it possible to provide high precision heating and holding of loaded high-strength products according to a given program, which ensures guaranteed stress relieving during the manufacture of products and the absence of overheating of the hydraulic press system.

Опытные испытания плит в процессе изготовления на ЗАО "Завод Тамбовполимермаш", промышленные испытания опытного образца установки на Ковровском электромеханическом заводе показали ее высокую эффективность и полное отсутствие брака при изготовлении высокоточных высокопрочных изделий из металлов и сплавов.Pilot tests of plates in the manufacturing process at CJSC Tambovpolymermash Plant, industrial tests of a prototype installation at the Kovrov Electromechanical Plant showed its high efficiency and complete absence of defects in the manufacture of high-precision high-strength products from metals and alloys.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "новизна".According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed utility model is not known from the prior art, which allows us to conclude that the claimed object meets the criterion of "novelty."

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве высокоточных, высокопрочных плоских изделий из металлов и сплавов с получением технического результата, заключающегося в снятии напряжений, возникающих в изделиях при их изготовлении, внедрение опытного образца установки в промышленную эксплуатацию на ОАО "Ковровский электромеханический завод" позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "промышленная применимость".The set of essential features characterizing the essence of the utility model can be repeatedly used in the production of high-precision, high-strength flat products from metals and alloys to obtain a technical result consisting in relieving stresses arising in the products during their manufacture, the introduction of a prototype installation in industrial operation at OJSC "Kovrov Electromechanical Plant" allows us to conclude that the claimed facility meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность заявленной полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, гдеThe essence of the claimed utility model is illustrated by an example of a specific implementation, where

на фиг. 1 показано основание плиты нагревательной с пазами для нагревателей,in FIG. 1 shows the base of a heating plate with grooves for heaters,

на фиг. 2 - фрагменты нагревательной плиты в процессе изготовления,in FIG. 2 - fragments of a heating plate in the manufacturing process,

на фиг. 3 - плиты в сборе в процессе опытных испытаний,in FIG. 3 - plate assembly in the process of pilot testing,

на фиг. 4 - температурное поле на рабочей поверхности броневой плиты в период выдержки,in FIG. 4 - temperature field on the working surface of the armor plate during the exposure period,

на фиг. 5 - температура установленных термопар в процессе работы,in FIG. 5 - temperature of installed thermocouples during operation,

на фиг. 6 - плита нагревательная в сборе,in FIG. 6 - heating plate assembly,

на фиг. 7 - основание плиты нагревательной,in FIG. 7 - the base of the heating plate,

на фиг. 8 - плита охлаждения.in FIG. 8 - cooling plate.

Установка для термического отжига плоских высокоточных изделий из металлов и сплавов высокой твердости в нагруженном состоянии содержит рамный гидравлический пресс с усилием сжатия 250 т/см², одну неподвижную и одну подвижную составные плиты (фиг. 6), шкаф управления.Installation for thermal annealing of flat high-precision products from metals and alloys of high hardness in the loaded state contains a hydraulic frame press with a compression force of 250 t / cm ² , one fixed and one movable composite plate (Fig. 6), a control cabinet.

Сборка плиты (фиг. 6) установки осуществляется следующим образом: при помощи шестнадцати болтов собирается первый пакет деталей в следующей последовательности: броневая плита 1 → основание плиты 2 → крышка 3 → плита охлаждения 4. Далее первый пакет стягивается восемью болтами с оставшимися деталями в следующей последовательности: изоляция 5, 6 → плита охлаждения 7.The assembly of the plate (Fig. 6) of the installation is carried out as follows: with the help of sixteen bolts, the first package of parts is assembled in the following sequence: armor plate 1 → base of the plate 2 → cover 3 → cooling plate 4. Next, the first package is pulled together by eight bolts with the remaining parts in the next Sequences: insulation 5, 6 → cooling plate 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: подвижная плита под действием гидросистемы отводится от неподвижной плиты, на поверхность подвижной плиты укладываются плоские однотипные изделия и плиты сжимаются. Задаются параметры процессов нагрева, выдержки и охлаждения. Максимальная температура отжига 550°C. После выполнения программы осуществляется раскрытие плит, выгрузка изделий и процесс повторяется.The proposed device works as follows: a movable plate is removed from the fixed plate under the action of the hydraulic system, flat products of the same type are laid on the surface of the movable plate, and the plates are compressed. The parameters of the heating, aging and cooling processes are set. Maximum annealing temperature 550 ° C. After the program is completed, the plates are opened, the products are unloaded, and the process is repeated.

Claims (1)

Плита для высокотемпературного отжига плоских изделий из металлов и сплавов высокой твердости под давлением, отличающаяся тем, что она выполнена сборной из последовательно расположенных плиты из броневого листа, плиты нагрева с крышкой, плиты охлаждения с пазами для подачи воздуха, изоляционной плиты и второй плиты охлаждения с пазами для подачи воздуха, стянутых между собой болтами с образованием пакета плит, причем плита нагрева выполнена с пазами, в которых установлены спиралевидные нагреватели, при этом каждая плита выполнена с размером 800x800 мм.  A plate for high-temperature annealing of flat products of metals and alloys of high hardness under pressure, characterized in that it is made of a series of successively arranged plates of an armor plate, a heating plate with a lid, a cooling plate with grooves for air supply, an insulation plate and a second cooling plate with grooves for supplying air, tightened together by bolts with the formation of a package of plates, and the heating plate is made with grooves in which spiral heaters are installed, each plate being made once 800x800 mm.

Images