Устройство для нагрева электропроводных заготовок в электролите

Полезная модель относится к металлообработке, предназначено для нагрева токопроводящих материалов в электролите путем прямого пропускания выпрямленного тока и может быть использовано при термообработке. Техническим результатом предлагаемой разработки является повышение скорости нагрева и обеспечение равномерности нагрева заготовки. Это достигается тем, что, устройство для нагрева заготовки подключено к трехфазной сети и содержит, по меньшей мере, два блока выпрямителей, на входах которых обеспечен сдвиг соответствующих фаз.

Полезная модель относится к металлообработке, предназначено для нагрева токопроводящих материалов в электролите путем прямого пропускания тока и может быть использовано при термообработке.

Известно устройство для электроконтактного нагрева электропроводящего материала в электроконтактной установке /SU 1715863, М. кл. С21D 1/40, 1992/ при напряжении до 10 В.

Недостатком устройства является невозможность совмещения нагрева заготовки с закалкой.

Известно устройство, включающее ванну с электролитом, источник напряжения 220 В и блок выпрямления (из способа нагрева деталей в электролите) /А.с. СССР 643542, М. кл. С21D 1/44, 1976/. В устройство устанавливают деталь, опускают ее в ванну, подают напряжение - плюс на ванну и минус на деталь и проводят нагрев детали до требуемой температуры, после чего проводят закалку детали в том же электролите.

Недостатком устройства является низкое качество и относительно малая скорость нагрева детали.

Из способа нагрева детали в электролите известно устройство, включающее ванну с электролитом, блок выпрямления и источник напряжения в 220 В 0,9 А /SU 1354715 А1, М. кл. С21D 1/44, 1989/. Боковая поверхность ванны с электролитом подсоединена к аноду источника напряжения. Деталь, являющуюся катодом, опускают в ванну с электролитом и пропускают выпрямленный ток.

Недостатком устройства является ограниченные технологические возможности, так как устройство позволяет осуществлять поверхностную закалку деталей диаметром не более 10 мм.

Техническим результатом предлагаемой разработки является обеспечение равномерности и повышение скорости нагрева заготовки.

Это достигается, тем, что, устройство для нагрева заготовки подключено к трехфазной сети и содержит, по меньшей мере, два блока выпрямителей, на входах которых обеспечен сдвиг соответствующих фаз.

На фиг.1 показана электрическая схема включения заготовки в цепь для нагрева выпрямленным током в электролите, на фиг.2 - кривые синусоидального напряжения цепи при однофазном напряжении (а), с одним блоком выпрямителей (б) и с двумя блоками выпрямителей (в) со сдвигом соответствующих фаз (, - периоды пульсации (отсутствия тока на катоде)).

Устройство для нагрева электропроводных заготовок в электролите включает ванну 1 с анодами (положительными электродами) 2, электролитом 3 и нагреваемую заготовку 4, являющуюся катодом. Устройство также содержит блоки выпрямителей 5 и 6, выключатель (рубильник) трехфазной сети 7, а для обеспечения сдвига соответствующих фаз использованы конденсаторы 8.

Нагрев в электролите производят выпрямленным током, имеющим пульсацию. Наличие пульсации тока усложняет процесс нагрева заготовок в электролите и делает невозможным нагрев для заготовок диаметром 20 мм.

При выпрямлении однофазного напряжения периоды отсутствия тока на катоде весьма значительные и составляют полпериода синусоиды (фиг.2 а). Применение трехфазного тока, при выпрямлении с одним блоком выпрямителей, значительно (примерно в три раза) сокращает периоды пульсации (отсутствия тока на аноде) (фиг.2б). Это существенно повышает эффективность нагрева заготовок в электролите и позволяет нагревать стальной стержень (шток) диаметром 16 мм для закалки, но, в тоже время, наличие пульсации, не обеспечивает равномерности нагрева таких заготовок и не позволяет нагревать заготовки диаметром до 20 мм. При использовании нескольких блоков выпрямителей (по меньшей мере, двух) с наличием сдвига соответствующих фаз еще в большей степени сокращается период пульсации (отсутствия тока на аноде) (фиг.2 в), что обеспечивает сокращение времени и повышает равномерность нагрева.

Устройство работает следующим образом.

Нагревали стальной стержень диаметром 20 мм для закалки. Материал стержня - сталь 30ХМА, закалку деталей из данной марки стали проводят при температуре 860-880°С, охлаждение проводили в том же электролите (10% водный раствор НС1), в котором осуществляли нагрев. Нагрева проводили за 4-5 секунд. В результате закалки получили поверхностную твердость 50-55 единиц HRC (при исходной твердости 20-25 единиц) на глубину до 1 мм.

Предлагаемая разработка позволяет обеспечить безокислительный равномерный нагрев, повышает скорость нагрева заготовок вследствие уменьшения пульсации выпрямленного тока.

Устройство для нагрева электропроводных заготовок в электролите, содержащее выпрямитель, плюс которого подключен к ванне, а минус - к детали, отличающееся тем, что оно подключено к трехфазной сети и содержит, по меньшей мере, два блока выпрямителей, на входах которых обеспечен сдвиг соответствующих фаз.