Bakgrunnstækni:
Festingar með miklum styrkkrefjast slökkvunar og mildunar samkvæmt tæknilegum kröfum.Hitameðferð, slökkvun og herðinger að bæta alhliða vélræna eiginleika festinga til að uppfylla tilgreindan togstyrk og afkasthlutfall vara. Hitameðferðarferlið hefur mikilvæg áhrif á innri gæði hástyrksfestinga, sérstaklega innri gæði þeirra. Við hitameðferð með kælingu og herðingu er venjulega flutt inn oxandi gas utan frá ofninum. Oxandi gasið mun hvarfast við boltann og valda kolefnislosun á yfirborði boltans. Vegna mismunandi yfirborðs og innri uppbyggingar hefur hann mismunandi útvíkkunarstuðla. Við kælingu geta myndast sprungur á yfirborðinu sem dregur úr gæðum vörunnar. Hefðbundin hitameðferð felur í sér að setja bolta beint í kæliofn til að kæla við háan hita. Við kælingu og herðingu eru vandamál eins og ófullnægjandi hörka í kældu ástandi, ójöfn hörka í kældu ástandi, óhófleg aflögun við kælingu og sprungur við kælingu líkleg til að koma upp. Í ljósi þessa er nauðsynlegt að gera úrbætur á hefðbundinni hitameðferð.
Tæknilegir útfærsluþættir:
Til að bregðast við göllum núverandi tækni er markmið þessarar uppfinningar að bjóða upp á hitameðferðarferli fyrir bolta með betri slökkvunaráhrifum, bættum vörugæðum og lengri endingartíma vörunnar.
Til að ná framangreindum markmiðum er eftirfarandi tæknileg lausn notuð í uppfinningunni:
Hitameðferðarferlið fyrir bolta felur í sér eftirfarandi skref:
S1. Affosfórun;
S2. Forvinnsla: Setjið vöruna í forhitunarofn og sprautið stöðugt háhita köfnunarefnisgasi inn í forhitunarofninn. Eftir forhitun í 2,5 til 3 klukkustundir er hún fjarlægð og sett í kolefnisofn til kolefnisvinnslu;
S3. Slökkvun: Setjið vöruna í slökkviofn og sprautið köfnunarefni stöðugt inn í hann. Eftir að köfnunarefni hefur verið sprautað inn í 30-40 mínútur, hækkaðu hitastig slökkviofnsins hægt og rólega í 460-500 ℃ og haltu því í 15-20 mínútur áður en haldið er áfram með fyrsta stig slökkvimeðferðarinnar; hækkaðu hitastig slökkviofnsins hægt og rólega í 550~700 ℃ og haltu því í 20~35 mínútur áður en haldið er áfram með annað stig slökkvimeðferðarinnar; hækkaðu hitastig slökkviofnsins hægt og rólega í 750-850 ℃ og haltu því í 30-45 mínútur áður en haldið er áfram með þriðja stig slökkvimeðferðarinnar;
S4. Olíukæling: Takið út kældu vöruna og setjið hana í fyrsta kæliolíutankinn til olíukælingar, hrærið á 15 mínútna fresti og haldið henni í 20-30 mínútur; Eftir að hún hefur verið fjarlægð, setjið hana í annan kæliolíutankinn til olíukælingar, hrærið á 15 mínútna fresti þar til hitastig vörunnar lækkar niður í 100 ℃;
S5. Olíufjarlæging: Takið kælda vöruna út og látið hana standa í 35-45 mínútur og blásið síðan af kæliolíunni af yfirborði vörunnar með köldu lofti;
S6. Herðing: Setjið fituhreinsaða vöruna í herðingarofn til herðingarmeðferðar, stillið herðingarhitastigið á 110~180 ℃ og herðingartímann á 1,5~3 klukkustundir. Framkvæmið fyrsta stig herðingarmeðferðarinnar; Hækkið hitastigið í 370-410 ℃ og herðið í 3-6 klukkustundir áður en haldið er áfram með annað stig herðingarmeðferðarinnar; Eftir herðingarmeðferðina skal loftkæla vöruna niður í stofuhita.
Helst, í skrefi s1 hér að ofan, samanstendur hreinsilausnin af eftirfarandi efnisþáttum eftir massa: 20-36 hlutum af bútýlasetati, 10-13 hlutum af pólýglýkólsýru, 16-20 hlutum af amínóediksýru, 13-22 hlutum af etýlakrýlati, 5-9 hlutum af óleínsýrutríetanólamínsalti, 3-16 hlutum af etanólamíni og 18-26 hlutum af vatni, sem getur fjarlægt olíubletti af yfirborði vörunnar á áhrifaríkan hátt og komið í veg fyrir að það hafi áhrif á slökkviáhrifin.
Enn fremur er ákjósanlegt að áðurnefndur affosfórunartankur sé búinn affosfórunarlausn, sem velur kalíumhýdroxíðlausn með styrk upp á 2,2-6,5 g/l eða natríumhýdroxíðlausn með styrk upp á 2,8-6,9 g/l.
Enn fremur, í áðurnefndu skrefi s2, er háhita köfnunarefnisgasið sem er komið fyrir í forhitunarofninum köfnunarefnisgasið í kæliofninum í skrefi s3, með rennslishraða upp á 2,5-3,5 l/klst. Með því að forhita vöruna er hægt að þurrka hreinsiefnislausnina á yfirborði hennar og forðast að skyndileg hækkun hitastigs í kæliofninum hafi áhrif á gæði vörunnar.
Ennfremur er æskilegt að í skrefi s3 hér að ofan sé rennslishraði köfnunarefnis 4-5 l/klst., sem getur fjarlægt loft úr forhitunarofninum, komið í veg fyrir oxunarviðbrögð milli súrefnis og vörunnar og komið í veg fyrir kolefnislosun, sem getur valdið bilun í skrúfuðum festingum og stytt líftíma vörunnar.
Nánar tiltekið, í skrefi s3 hér að ofan, er upphitunarhraði kæliofnsins á upphitunartímabilinu að 460-500 ℃ 30-40 ℃/mín., upphitunarhraðinn á upphitunartímabilinu að 550-700 ℃ er 50-60 ℃/mín. og upphitunarhraðinn á upphitunartímabilinu að 750-850 ℃ er 70-90 ℃/mín. Hitameðferðin á stigi getur bætt kælingaráhrif vörunnar og bætt gæði hennar.
Helst er hitastig kæliolíunnar í fyrsta kæliolíutankinum í skrefi s4 250-300 ℃ og hitastig kæliolíunnar í öðrum kæliolíutankinum 50-70 ℃.
Helst er að í skrefi s5 hér að ofan sé hitastig kalda loftsins 30-35 ℃ og vindhraðinn 20-25 m/s.
Kostir þessarar uppfinningar eru að hitameðferð boltans er einföld, auðveld í notkun og hefur góð slökkviáhrif. Með því að forhita vöruna er hægt að þurrka hreinsiefni á yfirborði hennar og skyndileg hækkun á hitastigi í slökkviofninum getur komið í veg fyrir að það hafi áhrif á gæði vörunnar; Háhita köfnunarefni sem notað er í forhitunarofninum kemur frá slökkviofninum, sem útrýmir hitunarbúnaðinum í forhitunarofninum, sem getur sparað orkunotkun og dregið úr framleiðslukostnaði; Innspýting köfnunarefnis í forhitunar- og slökkviofnana getur fjarlægt loftið inni, komið í veg fyrir oxunarviðbrögð milli súrefnis og vörunnar, þannig komið í veg fyrir afkolningu og bilun í skrúfuðum festingum og lengt líftíma vörunnar; Stigskipt hitunar- og slökkvimeðferð getur bætt slökkviáhrif vörunnar og bætt gæði hennar; Stigskipt olíukælingarmeðferð getur kælt háhitavörur á áhrifaríkan hátt án þess að skaða gæði þeirra.
Sérstök framkvæmdaraðferð
Eftirfarandi er sértæk kynning á uppfinningunni í tengslum við tilteknar útfærslur.
Dæmi 1
Hitameðferðarferlið fyrir bolta felur í sér eftirfarandi skref:
S1. Affosfórun;
Hreinsilausnin samanstendur af eftirfarandi efnisþáttum eftir massa: 20 hlutum af bútýlasetati, 10 hlutum af pólýglýkólsýru, 16 hlutum af amínóediksýru, 13 hlutum af etýlakrýlati, 5 hlutum af óleínsýrutríetanólamínsalti, 3 hlutum af etanólamíni og 18 hlutum af vatni; Affosfórunartankurinn er búinn affosfórunarlausn, sem notar kalíumhýdroxíðlausn með styrk upp á 2,2 g/l;
S2. Forvinnsla: Setjið vöruna í forhitunarofn og sprautið stöðugt háhita köfnunarefnisgasi inn í forhitunarofninn. Eftir 2,5 klukkustunda forhitun er hún tekin út og sett í kolefnisofn til kolefnisvinnslu;
S3. Slökkvun: Setjið vöruna í slokkunarofninn og sprautið köfnunarefnisgasi stöðugt inn í hann. Rennslishraði köfnunarefnisgassins er 4 l/klst., og eftir að köfnunarefnisgasi hefur verið sprautað inn í 30 mínútur, aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 460 ℃, með upphitunarhraða upp á 30 ℃/mín., og haldið því í 15 mínútur áður en haldið er áfram með fyrsta stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 550 ℃, með upphitunarhraða upp á 50 ℃/mín., og haldið því í 20 mínútur áður en haldið er áfram með annað stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 750 ℃, með upphitunarhraða upp á 70 ℃/mín., og haldið því í 30 mínútur áður en haldið er áfram með þriðja stig slokkunarmeðferðarinnar;
S4. Olíukæling: Takið út kældu vöruna og setjið hana í fyrsta kæliolíutankinn til olíukælingar. Hitastig kæliolíunnar er 250 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti í 20 mínútur; eftir að hún hefur verið fjarlægð, setjið hana í annan kæliolíutankinn til olíukælingar, með kæliolíuhitastigið 50 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti þar til vöruhitastigið lækkar niður í 100 ℃;
S5. Fjarlæging olíu: Takið kælda vöruna út og látið hana standa í 35 mínútur. Blásið af kæliolíunni á yfirborði vörunnar með köldum lofti við 30 ℃ og vindhraða 20 m/s;
S6. Herðing: Setjið fituhreinsaða vöruna í herðingarofn til herðingarmeðferðar, stillið herðingarhitastigið á 110 ℃ og herðingartímann á 1,5 klukkustundir. Framkvæmið fyrsta stig herðingarmeðferðarinnar; Hækkið hitastigið í 370 ℃, herðið í 3 klukkustundir og haldið áfram með annað stig herðingarmeðferðarinnar; Eftir herðingarmeðferðina skal loftkæla vöruna niður í stofuhita.
Háhita köfnunarefnisgasið sem er komið fyrir í forhitunarofninum í skrefi s2 í þessari útfærslu er köfnunarefnisgasið frá kæliofninum í skrefi s3 og rennslishraðinn á háhita köfnunarefnisgasinu er 2,5 l/klst.
Dæmi 2
Ferlisskrefin í þessari útfærslu eru þau sömu og í dæmi 1, nema hvað varðar sérstök ferlisskilyrði, sem fela í sér eftirfarandi skref:
S1. Affosfórun: Setjið vöruna í hreinsivélina og hellið hreinsilausninni út í þar til hún er alveg sokkin í hana. Stillið hreinsunarhitastigið á 50 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti. Eftir 3 klst. hreinsun skal taka vöruna út og setja hana í affosfórunartankinn til affosfórunarmeðferðar.
Hreinsilausnin samanstendur af eftirfarandi efnisþáttum eftir massa: 36 hlutum af bútýlasetati, 13 hlutum af pólýglýkólsýru, 20 hlutum af amínóediksýru, 22 hlutum af etýlakrýlati, 9 hlutum af óleínsýrutríetanólamínsalti, 16 hlutum af etanólamíni og 26 hlutum af vatni; Affosfórunartankurinn er búinn affosfórunarlausn, sem er valin sem kalíumhýdroxíðlausn með styrk 6,5 g/l eða natríumhýdroxíðlausn með styrk 6,9 g/l;
S2. Forvinnsla: Setjið vöruna í forhitunarofn og sprautið stöðugt háhita köfnunarefnisgasi inn í forhitunarofninn. Eftir 3 klukkustunda forhitun er hún tekin út og sett í kolefnisofn til kolefnisvinnslu;
S3. Slökkvun: Setjið vöruna í slokkunarofninn og sprautið köfnunarefnisgasi stöðugt inn í hann. Rennslishraði köfnunarefnisgassins er 5 l/klst., og eftir að köfnunarefnisgasi hefur verið sprautað inn í 40 mínútur, aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 500 ℃, með upphitunarhraða upp á 40 ℃/mín., og haldið því í 20 mínútur áður en haldið er áfram með fyrsta stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 700 ℃, með upphitunarhraða upp á 60 ℃/mín., og haldið því í 35 mínútur áður en haldið er áfram með annað stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 850 ℃, með upphitunarhraða upp á 90 ℃/mín., og haldið því í 45 mínútur áður en haldið er áfram með þriðja stig slokkunarmeðferðarinnar;
S4. Olíukæling: Takið út kældu vöruna og setjið hana í fyrsta kæliolíutankinn til olíukælingar. Hitastig kæliolíunnar er 300 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti í 30 mínútur; eftir að hún hefur verið fjarlægð, setjið hana í annan kæliolíutankinn til olíukælingar, með kæliolíuhitastigið 70 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti þar til hitastig vörunnar lækkar niður í 100 ℃;
S5. Fjarlæging olíu: Takið kælda vöruna út og látið hana standa í 45 mínútur. Blásið af kæliolíunni á yfirborði vörunnar með köldum lofti við 35 ℃ og vindhraða 25 m/s;
S6. Herðing: Setjið fituhreinsaða vöruna í herðingarofn til herðingarmeðferðar, stillið herðingarhitastigið á 180 ℃ og herðingartímann á 3 klukkustundir. Framkvæmið fyrsta stig herðingarmeðferðarinnar; Hækkið hitastigið í 410 ℃, herðið í 6 klukkustundir og haldið áfram með annað stig herðingarmeðferðarinnar; Eftir herðingarmeðferðina skal loftkæla vöruna niður í stofuhita.
Háhita köfnunarefnisgasið sem er komið fyrir í forhitunarofninum í skrefi s2 í þessari útfærslu er köfnunarefnisgasið frá kæliofninum í skrefi s3, með rennslishraða upp á 3,5 l/klst fyrir háhita köfnunarefnisgas.
Dæmi 3
Ferlisskrefin í þessari útfærslu eru þau sömu og í dæmi 1, nema hvað varðar sérstök ferlisskilyrði, sem fela í sér eftirfarandi skref:
S1. Affosfórun;
Hreinsilausnin samanstendur af eftirfarandi efnisþáttum eftir massa: 28 hlutum af bútýlasetati, 12 hlutum af pólýglýkólsýru, 18 hlutum af amínóediksýru, 18 hlutum af etýlakrýlati, 7 hlutum af óleínsýrutríetanólamínsalti, 10 hlutum af etanólamíni og 22 hlutum af vatni; Affosfórunartankurinn er búinn affosfórunarlausn, sem er valin sem natríumhýdroxíðlausn með styrk upp á 4,5 g/l;
S2. Forvinnsla: Setjið vöruna í forhitunarofn og sprautið stöðugt háhita köfnunarefnisgasi inn í forhitunarofninn. Eftir 2,7 klukkustunda forhitun er hún fjarlægð og sett í kolefnisofn til kolefnisvinnslu;
S3. Slökkvun: Setjið vöruna í slokkunarofninn og sprautið köfnunarefnisgasi stöðugt inn í hann. Rennslishraði köfnunarefnisgassins er 4,5 l/klst., og eftir að köfnunarefnisgasi hefur verið sprautað inn í 35 mínútur, aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 480 ℃, með upphitunarhraða upp á 35 ℃/mín., og haldið því í 18 mínútur áður en haldið er áfram með fyrsta stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 575 ℃, með upphitunarhraða upp á 55 ℃/mín., og haldið því í 27 mínútur áður en haldið er áfram með annað stig slokkunarmeðferðarinnar; aukið hitastig slokkunarofnsins hægt og rólega í 800 ℃, með upphitunarhraða upp á 80 ℃/mín., og haldið því í 38 mínútur áður en haldið er áfram með þriðja stig slokkunarmeðferðarinnar;
S4. Olíukæling: Takið út kældu vöruna og setjið hana í fyrsta kæliolíutankinn til olíukælingar. Hitastig kæliolíunnar er 275 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti í 25 mínútur; eftir að hún hefur verið fjarlægð, setjið hana í annan kæliolíutankinn til olíukælingar, með kæliolíuhitastigið 60 ℃ og hrærið á 15 mínútna fresti þar til hitastig vörunnar lækkar niður í 100 ℃;
S5. Fjarlæging olíu: Takið kælda vöruna út og látið hana standa í 40 mínútur. Blásið kæliolíuna af yfirborði vörunnar með köldum lofti, með hitastigi upp á 33 ℃ og vindhraða upp á 22 m/s;
S6. Herðing: Setjið fituhreinsaða vöruna í herðingarofn til herðingarmeðferðar, stillið herðingarhitastigið á 145 ℃ og herðingartímann á 2,2 klukkustundir. Framkvæmið fyrsta stig herðingarmeðferðarinnar; Hækkið hitastigið í 390 ℃, herðið í 4,5 klukkustundir og haldið áfram með annað stig herðingarmeðferðarinnar; Eftir herðingarmeðferðina skal loftkæla vöruna niður í stofuhita.
Háhita köfnunarefnið sem er sett inn í forhitunarofninn í skrefi s2 í þessari útfærslu er köfnunarefnið í kæliofninum í skrefi s3, með rennslishraða upp á 3 l/klst.
Prófun á vélrænni afköstum
Samkvæmt niðurstöðum prófunarinnar má sjá að styrkleiki boltanna sem meðhöndlaðir eru með hitameðferðarferlinu samkvæmt uppfinningunni er yfir 10,5, sem uppfyllir gæðakröfur.
Hitameðferðarferlið á boltanum samkvæmt uppfinningunni er einfalt, auðvelt í notkun og hefur góð slökkviáhrif. Með því að forhita vöruna er hægt að þurrka hreinsiefni á yfirborði hennar og skyndileg hækkun á hitastigi í slökkviofninum getur komið í veg fyrir að það hafi áhrif á gæði vörunnar; Háhita köfnunarefni sem notað er í forhitunarofninum kemur frá slökkviofninum, sem útrýmir hitunarbúnaðinum í forhitunarofninum, sem getur sparað orkunotkun og dregið úr framleiðslukostnaði; Innspýting köfnunarefnis í forhitunar- og slökkviofnana getur fjarlægt loftið inni, komið í veg fyrir oxunarviðbrögð milli súrefnis og vörunnar, þannig komið í veg fyrir afkolningu og bilun í skrúfuðum festingum og lengt endingartíma vörunnar; Stigskipt hitunar- og slökkvimeðferð getur bætt slökkviáhrif vörunnar og bætt gæði hennar; Stigskipt olíukæling getur kælt háhitavörur á áhrifaríkan hátt án þess að skaða gæði þeirra.
Í lýsingu þessarar forskriftar þýðir tilvísun í hugtök eins og „ein útfærsla“, „sumar útfærslur“, „dæmi“, „sértæk dæmi“ eða „sum dæmi“ að sérstöku eiginleikarnir, uppbyggingin, efnin eða eiginleikarnir sem lýst er í tengslum við útfærsluna eða dæmið eru innifaldir í að minnsta kosti einni útfærslu eða dæmi um fyrirliggjandi uppfinningu. Í þessari forskrift vísa skýringarmyndir ofangreindra hugtaka ekki endilega til sömu útfærslna eða dæma. Ennfremur er hægt að sameina sérstöku eiginleikana, uppbygginguna, efnin eða eiginleikana sem lýst er á viðeigandi hátt í einni eða fleiri útfærslum eða dæmum.
Ofangreint sýnir og lýsir grunnreglum, helstu eiginleikum og kostum þessarar uppfinningar. Tæknimenn í þessum iðnaði ættu að skilja að ofangreindar útfærslur takmarka ekki uppfinninguna á nokkurn hátt og allar tæknilegar lausnir sem fengnar eru með jafngildum skiptingu eða jafngildum umbreytingum falla undir verndarsvið þessarar uppfinningar.
Birtingartími: 4. apríl 2023