ШАХТНАЯ ВАКУУМНАЯ ПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области порошковой металлургии, в частности к вакуумным печам шахтного типа, используемым для высокотемпературного синтеза и спекания изделий, спрессованных из порошков, преимущественно тугоплавких металлов и их соединений.
Известна шахтная вакуумная печь сопротивления, содержащая герметизируемый верхней съемной крышкой водоохлаждаемый корпус, молибденовые нагреватели, защитные теплоизоляционные молибденовые экраны и систему вакуумирования. (И.М.Федорченко, Р.А.Андриевский. Основы порошковой металлургии. Изд-во Академии наук УССР. Киев - 1963, с.с.370-372).
Недостатком данной печи является то, что подвод реакционных газов в печь, в случае синтеза соединения металлов в процессе спекания предусмотрен только по трубопроводам вакуумной системы, т.е. отсутствует возможность организации потока реакционного газа в процессах синтеза и спекания непосредственно через рабочее пространство печи с установленными в нем изделиями. Кроме того, подобная организация потока газа при спекании изделия не обеспечивает необходимой чистоты спеченных изделий.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной полезной модели - прототипом является шахтная вакуумная печь сопротивления ВЕГА-31. Известная печь содержит водоохлаждаемый корпус с, герметизирующими нижней и верхней крышками, реакционную камеру, расположенную внутри нагревателя и многослойную экранную теплоизоляцию. (Техническое описание КДЕП 631000000 ТОиИЭ ВЕГА-31).
Недостатками известной шахтной вакуумной печи сопротивления являются неудовлетворительная чистота спеченных изделий и сложность выполнения регламентных работ по очистке элементов печи.
Эти недостатки связаны с тем, что спеканию (синтезу) подвергают изделия, спрессованные с органическим связующим, содержащимся в количестве 1,5-2%. Отгонка связующего и спекание осуществляются в едином процессе без промежуточной перегрузки. При этом в каждом процессе происходит накопление высаживающихся компонентов связующего на холодных стенках печи.
Заявленная полезная модель - шахтная вакуумная печь сопротивления направлена на решение задачи упрощения регламентных работ по очистке печи и повышения чистоты спеченных изделий.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой шахтной вакуумной печи сопротивления, состоящей из водоохлаждаемого корпуса, верхней и нижней герметизирующих крышек, установленного внутри корпуса нагревателя, экранированного многослойной экранной теплоизоляцией, и реакционной камеры, размещенной внутри нагревателя, согласно полезной модели между корпусом и многослойной экранной теплоизоляцией дополнительно установлен водоохлаждаемый экран с фланцем, герметично соединенным с корпусом и нижней крышкой.
Размещение водоохлаждаемого экрана между экранной теплоизоляцией и корпусом печи исключает из конвективной циркуляции объем между экраном и корпусом, т.к. с нижнего торца печи экран и корпус образуют замкнутую полость. При этом спекаемые изделия не контактируют с парами испаряющегося связующего и не загрязняют спекаемый материал вредными примесями. Кроме того, дополнительно установленный экран выполнен с возможностью его извлечения из печи вместе с нижней съемной крышкой, что упрощает очистку печи от сконденсированных паров связующего в промежутке между процессами.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Шахтная вакуумная печь сопротивления, представленная на чертеже, содержит водоохлаждаемый корпус (1), герметизируемый водоохлаждаемыми верхней (2) и нижней (3) крышками. Спекаемые изделия (4) размещены на перфорированной вольфрамовой решетке (5) внутри реакционной камеры (6), которая установлена на опорной поверхности (7) внутри вольфрамового нагревателя (8), экранированного многослойной теплоизоляцией (9) из фольги тугоплавких металлов. Между корпусом (1) и экранной теплоизоляцией (9) установлен водоохлаждаемый экран (10) с фланцем. Фланец экрана герметично соединен с корпусом и нижней крышкой.
Пример осуществления.
Спеканию подвергали холодноспрессованные таблетки UN с содержанием связующего (парафин) - 2 масс.% при температуре 2000 С в атмосфере азота, время спекания 3 часа.
В таблице приведены результаты химического и рентгенофазового анализов нитрида урана, полученного при спекании в известной печи и предложенной модели шахтной вакуумной печи.
Таблица
№№ примеров
Материал спеченных изделий
Химический анализ, % масс.
Рентгенофазовый анализ
0
N
С
объем образца
поверхность образца
1 - полезная модель
UN
0,13
5,55
0,075
4,891 А
4,891 А
2 - известная печь - прототип
UN
0,24
5,53
0,16
4,892 А
4,983 А+UO<sub>2</sub>+UС<sub>2</sub>
Как следует из приведенных в таблице данных предложенная полезная модель шахтной вакуумной печи обеспечивает в сравнении с известной печью повышение чистоты спеченных изделий, я ее конструкция упрощает регламентные работы по очистке печи между процессами.