Установка для электродиффузионной термообработки полых деталей
Полезная модель направлена на сокращение расхода электролита и электроэнергии для обработки одной детали, на исключении использования высокотемпературного тигля. Это достигается тем, что в известной установке, содержащей поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный блоки, вместо тигля используется обрабатываемая деталь, внутрь которой помещают электролит и вспомогательный электрод; при этом деталь с нижнего торца герметично закрыта фиксируемой заглушкой. Полезная модель может быть использована для термической обработки сталей.
Полезная модель относится к области металлургии, в частности, к оборудованию для термической обработки сталей.
Наиболее близкой по технической сущности, выбранная в качестве прототипа, является установка для термоэлектрической обработки [Патент РФ на полезную модель 
71983, С23С 8/42, 2008 // Бюл. 9 от 27.03.2008], которая содержит три основных блока: поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный. При этом поляризационный блок дополнительно снабжен выпрямителем, что позволяет в качестве источника поляризующего тока применить автотрансформатор, входящий в состав нагревательного блока. Использование известной установки для электродиффузионной термообработки полых деталей с рабочей внутренней поверхностью вызывает повышенный расход электролита и дополнительные затраты на высокотемпературные тигли.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является экономия затрат на проведение электродиффузионной термообработки полых деталей с рабочей внутренней поверхностью.
При осуществлении полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в исключении использования высокотемпературного тигля и сокращении расхода электролита и электроэнергии для обработки одной детали.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, содержащей поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный блоки, вместо тигля используется обрабатываемая деталь, внутрь которой помещают электролит и вспомогательный электрод; при этом деталь с нижнего торца герметично закрыта фиксируемой заглушкой.
Между заявленным техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь: снижение затрат на проведение электродиффузионной термообработки полых деталей с рабочей внутренней поверхностью происходит вследствие того, что в установке отсутствует высокотемпературный тигель (цена которого достаточно велика особенно при обработке крупногабаритных деталей); загрузка электролита осуществляется непосредственно внутрь обрабатываемой детали, что, в свою очередь, приводит к его меньшему расходу, чем потребовалось бы при погружении детали в электролит, находящийся в тигле. Сокращается также и расход электроэнергии благодаря исключению из обработки внешней поверхности детали. При этом для герметизации нижнего торца обрабатываемой детали используют фиксируемую заглушку. Для обеспечения герметичности в соединение необходимо внести высокотемпературную замазку, например из силиката натрия и порошкообразного оксида алюминия, цена которых не высока. Для крепления заглушки с обрабатываемой деталью можно использовать также фиксирующую деталь (хомут, стяжку или т.п.). Крепежные элементы (заглушку и фиксирующую деталь) можно использовать многократно.
На (Рис.1.) представлена схема установки для электродиффузионной термообработки полых деталей.
Установка состоит из 3-х блоков. Первый блок - поляризационный, предназначенный для поддержания выбранного электрического режима процесса и состоящий из понижающего автотрансформатора 1 и выпрямительного устройства 2, которое подключается к первому выходному контуру автотрансформатора 1.
Второй блок - контрольно-измерительный - включает в себя самопишущий потенциометр 3, миллиамперметр 4, термопару 5 и милливольтметр 6. Третий блок - нагревательный - имеет в своем составе печь 7, внутри которой установлена обрабатываемая деталь 8 с загруженным в нее слабоокислительным электролитом 9. Обрабатываемая деталь 8 с нижнего торца герметично закрыта фиксируемой заглушкой 10 и подключена с помощью рабочего электрода 11 и соединительных проводов к положительному полюсу выпрямительного устройства (на фиг. обозначен знаком «+»), а вспомогательный электрод 12 к клемме «-» выпрямительного устройства 2. Сила тока (и температура) в печи регулируется с помощью второго выходного контура понижающего автотрансформатора 1. Включение и выключение установки осуществляется с помощью ключа 13.
Установка работает следующим образом.
Первоначально в печь 7 помещают обрабатываемую деталь 8 с прикрепленным рабочим электродом 11 и герметично закрытую с нижнего торца фиксируемой заглушкой 10. Внутрь обрабатываемой детали помещают слабоокислительный электролит 9 и посредством ключа 13 включают в электрическую сеть автотрансформатор 1, регулируя силу тока нагрева за счет изменения числа рабочих витков его второго выходного контура. После достижения температуры электродиффузионной термообработки, которую контролируют с помощью термопары 5 и милливольтметра 6, в электролит 9 погружают вспомогательный электрод 12, предварительно соединенный с первым выходным контуром автотрансформатора 1 через выпрямительное устройство 2 с помощью соединительных проводов. Вращая ручку первого выходного контура автотрансформатора 1, начинают поляризацию, контролируя процесс с помощью самопишущего потенциометра 3, миллиамперметра 4, термопары 5 и милливольтметра 6.
В отличие от прототипа в предлагаемой установке вместо высокотемпературного тигля используют герметично закрытую с нижнего торца обрабатываемую деталь, внутрь которой помещают электролит и вспомогательный электрод. Таким образом, происходит экономия затрат на электродиффузионную термообработку полых деталей за счет исключения дорогостоящих комплектующих элементов установки и снижения количества расходных материалов и электроэнергии.
Например, при электродиффузионной термообработке детали диаметром 100 мм и высотой 150 мм с помощью предложенной установки исключается необходимость использования тигля стоимостью 850 руб., а расход электролита снижается на 35%, что экономит 42 руб. Расход электроэнергии снижается более чем в 2 раза, что приводит к экономии затрат на электрическую энергию до 0,4 руб. в зависимости от размеров детали. При этом цена крепежных элементов составляет 120 руб. Таким образом, обеспечивается экономия затрат в сумме 772,4 руб. В зависимости от объема выпускаемой продукции в год экономия может составить до 82 000 руб. Кроме того, отказ от использования тиглей повышает возможность электродиффузионной термообработки деталей больших размеров, не ограничиваясь размерами существующих тиглей.
Установка для электродиффузионной термообработки полых деталей, имеющая в своем составе поляризационный, контрольно-измерительный и нагревательный блоки, отличающаяся тем, что в нагревательном блоке вместо тигля используется обрабатываемая деталь, внутрь которой помещают электролит и вспомогательный электрод, причем обрабатываемая деталь с нижнего торца герметично закрыта фиксируемой заглушкой.
