199903. lajstromszámú szabadalom • Vákuumkemence fémes munkadarabok hőkezelésére
1 HU 199903 B 2 A találmány fémes munkadarabok hőkezelésére alkalmas vákuumkemencére vonatkozik, olyan hengeres nyomásálló házzal, amelyben tengelyirányban beállított hővezetékekkel körülvett, hőszigeteléssel ellátott munkatér és olyan gázhűtőrendszer van, amelynek segítségével hűtőgáz vezethető át a munkatéren és egy hőcserőlőn. Az ilyen vákuumkemencéket különösképpen különféle acélfajtákból készített szerszámok és egyéb fajta alkatrészek edzésére használják. Ezeket részben más hőkezelési célra is lehet alkalmazni, például izzításra és olvasztásra. A 28 39 807 és 28 44 843 számú DE szabadalmi leírásokban vannak a szóban forgó vákuumkemencék leírva. Ezek lényegében olyan hengeres nyomásálló házból állnak, amelyben hőszigetelő fallal határolt, fűtőelemekkel fűtött munkatér és gázhűtőrendszer van. A szerszámokat és alkatrészeket a munkatérben vákuum alatt az ausztenitképződési hőmérsékletre hevítik és lehűtésükkor nyomás alatt hűtött inert gázt áramoltatnak át a kemencén. A hűtőgáz ilyenkor nagy sebességgel áramlik a forró termékekre, elvonja ezek hőenergiáját és hőcserélőn kerül átvezetésre, ahol lehűl és ismét a munkatérbe jut. A munkatérbe a hűtőgáz bevezetése a 28 39 807 számú DE szabadalmi leírás szerint olyan fúvókákon keresztül történik, amelyek különálló, tengelyirányba beállított gázbevezető csövekre vannak szerelve. Ennek az összeállításnak hátránya a kemencében a gázbevezető csövek nagy anyagigénye és előállítási költsége. A csöveknek és a fúvókáknak magas hőmérsékletnek ellenálló anyagból kell lennie. A 28 44 843 számú DE szabadalmi leírás szerinti ventilátorok hátránya az, hogy a hűtőgáz tetemes mennyiségben csak a forró termékfelület mentén áramlik és nem hatol be a termékek közé. A 19 19 493 számú DE közzétételi iratból ismert a termékek felhevítésének a felgyorsítása a környezet hőmérséklete és a körülbelül 750 °C közötti hőmérséklettartományban, amennyiben a kemencében ventilátorral inert gázt áramoltatunk és így a sugárzás mellett konvekciós hőátadást hozunk létre. A fűtővezeték és a munkadarabok között a hőátadás azonban ilyenkor sem a legkedvezőbb. A jelen találmány feladata ezért az volt, hogy fémes munkadarabok hőkezekésére hengeres nyomásálló házzal olyan vákuumkemencét alkossunk, amelyben tengelyirányba beállított hővezetőkkel körülvett, .lőszigeteléssel ellátott munkatér és olyan gázhűtőrendszer van, amellyel fúvókákon keresztül a hűtőgázt át lehet vezetni a munkatéren és a hőcserélőn. Ennek a vákuumkemencének biztosítania kell a felhevített munkadarabok lehetőség szerinti gyors- és egyenletes lehűtését, lehetőleg egyszerű szerkezettel kell rendelkezni és lehetőleg gyorsan felfűthetőnek kell lennie. A találmány szerint ez a feladat olymódon oldható meg, hogy a fűtővezetékek csövek formájában vannak megvalósítva, a munkatérbe vezető furatokkal vannak ellátva és elektromos szigetelésen keresztül a hűtőgázclosztó szerkezettel vannak összekötve. Előnyös módon a hűtőgáz-elosztó szerkezethez olyan ventilátor tartozik, amely átnyomja a fűtőcsöveken a hűtőgázt és ismét kiszívja a munkatérből. Ezen kívül előnyös az, ha a hőszigetelő falnak a hűtőgáz elosztó szerkezet közelében elzárható nyílása van. A munkadarabok felfűtési szakasza alatt ezzel a hőcserélő kikerülésével lehet fenntartani a fűtőgáz áramlását a kemence belső terében. Drága hűtőgáz esetében ugyancsak előnyös a kemence felszerelése hűtőgáz visszanyerő berendezéssel. Az 1. és 2. ábra a találmány szerinti vákuumkemence egyik kiviteli példájának vázlatos hosszmetszetét tünteti fel úgy, hogy az 1. ábra a kemencét a körülbelül 750 °C-ig terjedő felfűtési fázisban, a 2. ábra pedig a lehűtési fázisban ábrázolja. A kemence hengeres nyomásálló 1 házból áll, amelynek a homlokfelülete olyan 2 ajtóként van kiképezve, amelyen keresztül a kemencét meg lehet tölteni és ki lehel üríteni. A 3 munkateret kívülről hengeres cső alakjában 4 hőszigetelés határolja, ami hőszigetelő anyagból készül és a homlokfelületein olyan megfelelő falakkal rendelkezik, amelyek közül legalább az egyik 5 fal elmozdítható. Ez a 4 hőszigetelés a 3 munkatérben fellépő sugárzást úgy árnyékolja kifelé, hogy csak csekély energiaveszteség jelentkezik. A 4 hőszigetelésen belül a 3 munkatérben körben van az az elektromos fűtővezeték tengelyirányban elhelyezve, amely 6 fűtőcsőként van kiképezve és a 3 munkatér felé 7 furatokkal van ellátva. Ennek a 6 fűtőcsőnek példaképpen 1 — 3 mm közötti falvastagsága és 40—150 mm szabad szélessége van. A 7 furatok átmérője úgy van méretezve, hogy az egyes fűtőcsövek furatai felületének összege a szabad keresztmetszetnek felel meg. A 6 fűtőcsövek 8 elektromos szigetelés segítségével vannak azon a 9 hűtőgáz-elosztó szerkezettel szomszédos falán olyan 12 nyílása van, amelyet 13 tolózárral lehet elzári és kinyitni. A nyomásálló 1 ház és a 4 hőszigetelés között vannak a vízhűtés 14 hőcserélő csövek. A 3 munkatérnek például szerszámokkal való megtöltése után ebbe inert gázt juttatunk és felfűtjük. A 13 tolózár a hőszigetelés 12 nyílását szabaddá teszi úgy (lásd az 1. ábrát), hogy az inert gázt a 11 ventilátor a 6 fűtőcsövekbe tudja nyomni, ahonnan az a fűtőcső hossza mentén elosztott 7 furatokon keresztül a 3 munkatérbe nyomul és a hőszigetelés 12 nyílásán át ismét visszajut a 11 ventilátorhoz. Mivel az inert gázt átvezetjük a 6 fűtőcsöveken, ez nagyon gyorsan felveszi a fűtőcső hőmérsékletét, aminek következménye a munkadarabok gyors- és egyenletes felhevülése a fekete sugárzásnak megfelelő hőmérséklettartományban a forró gáz hatására. A munkadaraboknak a forró gáz által történő közvetlen átáramoltatása következtében a tétel egyenletesen hévül fel a belsejében is. Ezt a felfűtési folyamatot védőgázban körülbelül 750 #C- ig használjuk ki. Az olyan hőkezeléseknél, ante-5 10 IS 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
