УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области металлургии, в частности, к оборудованию для термообработки сталей.
Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является установка для термоэлектрической обработки (ТЭО), которая содержит три основных блока: поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный [Ковенский И.М., Кусков В.Н., Прохоров Н.Н. Структурные превращения в металлах и сплавах при электротермическом воздействии. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. - С.67, рис.3.1.]. Для назначения и поддержания выбранного электрического режима процесса предназначен первый блок, состоящий из потенциостата П-5848 со встроенным амперметром и высокоомным вольтметром. Пределы изменения потенциала - до 4,0 В, тока - до 1,0 А, точность измерения - соответственно 0,001 В и 0,05 А. Использование в поляризационном блоке потенциостата П-5848 усложняет технологию ТЭО и повышает стоимость установки в целом.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое решение, является создание установки, обеспечивающей упрощение технологии термоэлектрической обработки стальных упрочняемых деталей и облегчение в обслуживании.
При осуществлении полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности установки и снижении затрат на оборудование.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для термоэлектрической обработки, содержащей поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный блоки, особенностью является то, что поляризационный блок дополнительно снабжен реостатом, а в качестве источника поляризующего тока используют аккумуляторную батарею номинальной емкостью не менее 42 А·ч.
Между заявленным техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь: упрощение технологии термоэлектрической обработки происходит за счет применения более простого серийно изготовляемого оборудования при обеспечении заданного уровня упрочнения поверхностного слоя стальных деталей; замена потенциостата П-5848 в поляризационном блоке известной установки аккумуляторной батареей и реостатом позволяет регулировать режим поляризации упрочняемой детали в требуемом диапазоне за счет изменения сопротивления реостата. При этом из установки для термоэлектрической обработки исключается сложное электронное устройство, требующее регулярного технического обслуживания специалистом-электронщиком и имеющее более низкую надежность в эксплуатации по сравнению с аккумуляторной батареей. Кроме того, стоимость потенциостата в десятки раз превышает суммарную стоимость батареи и реостата. Предлагаемая замена позволяет удалить электрод сравнения из тигля с расплавом и использовать только вспомогательный электрод и упрочняемую деталь. После термоэлектрической обработки сталей 60С2 и 38Х2МЮА с помощью прелагаемой установки толщина упрочненного слоя составила соответственно 90 и 270 мкм, а коэффициент упрочнения - 1,20 и 1,38.
На фиг. представлен общий вид установки для термоэлектрической обработки.
Установка состоит из 3-х блоков. Первый блок - поляризационный, в который входит в качестве источника поляризующего тока аккумуляторная батарея 1 номинальной емкостью не менее 42 А·ч и реостат 2, предназначенный для назначения выбранного электрического режима процесса. Второй блок - контрольно-измерительный -включает в себя самопишущий потенциометр 3, например КСП-4, миллиамперметр 4, например М2038, и термопару 5, например хромель-алюмелевую, с милливольтметром 6. Третий блок - нагревательный - имеет в своем составе
печь сопротивления 7 с силитовыми нагревателями, внутри которой установлен тигель 8 с расплавом тетрабората натрия, и понижающий автотрансформатор 9. Деталь 10 с помощью соединительных проводов подключают к «+» аккумуляторной батареи 1, а вспомогательный электрод 11 - к перемычке 3-ей секции аккумуляторной батареи 1, как показано на фиг. Включение и выключение установки осуществляется с помощью ключа 12.
Устройство работает следующим образом.
После того как температура в печи сопротивления 7 достигнет заданной, например 1050-1220 К, в тигель 8 с расплавом тетрабората натрия погружают упрочняемую деталь 10 и вспомогательный электрод 11. Затем включают ключ 12 и реостатом 2 устанавливают необходимый потенциал, обеспечивающий требуемый ток обработки, что контролируется с помощью самопишущего потенциометра 3 и миллиамперметра 4. Далее через упрочняемую деталь 10 и вспомогательный электрод 11 пропускают электрический ток плотностью от 0,01 до 0,25 А/см в зависимости от марки стали в течение 1,5-3,0 часов. По мере уменьшения потенциала обработки в ходе упрочнения реостатом 2 регулируют величину поляризующего тока в соответствии с показаниями миллиамперметра 4. Контроль температуры осуществляют с помощью термопары 5 с милливольтметром 6. После окончания обработки отключают питание ключом 12, извлекают деталь 10 из расплава и охлаждают на воздухе, в воде или масле.
В отличие от прототипа в предлагаемой установке взамен потенциостата П-5848 в поляризационном блоке установлена аккумуляторная батарея и реостат, причем электрод сравнения удален из тигля с расплавом. Предлагаемая установка позволит упростить технологию термоэлектрической обработки и устранить дорогостоящее оборудование, входящее в нее, что приведет к снижению затрат на оборудование, облегчению в обслуживании и повышению надежности эксплуатации установки благодаря исключению сложного электронного устройства.