176172. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémfelületek termokémiai hántolására
3 176172 4 Az ilyen jellegű bordák kialakítását különleges kiképzésű fúvókákkal lehet elkerülni. Az erre a célra készített oxigénfúvókák kilépőnyílása fokozatosan csökken középről két oldalra haladva, és így a kilépő oxigénsugár intenzitása is a fúvóka közepétől a szélei felé csökken. A fúvóka széleinél az oxigénsugár intenzitása olyan mértékben csökken, hogy már egy bizonyos ponton túl nem képes a hántolási reakció fenntartására, ugyanakkor azonban az olvadt állapotban levő fémet oxidálja, mielőtt az megdermed. Ilyen kialakítású fúvókákat ismertettünk a 607 888 és 607 887 sz. USA szabadalmi leírásainkban. Ezek jól alkalmazhatók lokális hántolási művelet elvégzésére egyenként vagy csoportosan. A bordaképződés másik előidézője lehet a fémolvadék előtt haladó salakhordalék gyors növekedése, amikor az oxigénsugár a reakciózóna előtt felgyűlt olvadékot, illetve salakhordalékot nem képes már egészében előretolni, és bizonyos részeket oldalra szorít. Ezek az oldalra került részek azután a hántolási sáv mentén megszilárdulnak, és bordákat alkotnak. Ezt a fajta bordaképződést nevezzük másodlagos bordaképződésnek. A bordák tehát — mint láthattuk — keletkezhetnek a primér reakciózónából vagy a reakciózóna előtti fémolvadékból. A termokémiai hántolási eljárások között ismert olyan, amelynél a salakhordalék eltávolítására folyadéksugarat alkalmaznak. így például a 2 873 224 és a 3 163 559 számú USA szabadalmak olyan megoldásokat ismertetnek, amelyeknél nagynyomású vízsugarat irányítanak a hántolási sávra merőlegesen a munkadarab felületére, hogy a reakciózóna elől elmossa a salakhordalékot. Az alkalmazott vízsugár lehet tömör vagy üreges sugár. A 3 354 002 sz. USA szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelyben vízfúvókák vannak elhelyezve közvetlenül a reakciózóna előtt, merőlegesen az elmozdulás irányára. A kibocsátott vízsugarak a salakot elmossák a reakciózóna elől, és bevezetik egy salakelvezető nyílásba, amely a fúvókákkal szemben van elhelyezve. Ezek a fúvókák általában hatékonyan távolítják el a salakot a munkadarab felületéről, a bordaképződést azonban gyakorlatilag nem befolyásolják. Ennek az az oka, hogy az ilyen salakeltávolító fúvókák a hántolási sávnak csupán egyik oldalán vannak elhelyezve, és innen fújják át a salakot a hántolási sáv másik oldalára. Ily módon a hozzájuk közel eső oldalon ugyan csökkentik a bordaképződést, ugyanakkor azonban a másik oldalon súlyosabbá teszik a problémát. A termokémiai hántolással kapcsolatos másik említett probléma a művelet során keletkező nagy mennyiségű füst, illetve gőz elvezetése. A hagyományos megoldásoknál ezeket a reakciózóna közelében összegyűjtik, és külső tisztítóberendezésbe vezetik. Ez a megoldás azonban eléggé körülményes, és számos bonyolult berendezést igényel. Az olyan hántolóberendezéseknél, ahol a munkadarab mozog és a hántolófej rögzített, a füstöt és a gőzt nagyméretű elszívótölcsérekbe vezetik, ahonnan a vezetékeken keresztül juttatják a tisztítóberendezésekbe. A vezetékekben a füstöt ventillátorok mozgatják. A tisztítóberendezések rendszerint szűrőkből és ciklonokból állnak, amelyek a szennyezőket kiválasztják a gázokból, mielőtt azok a környezetbe kerülnek. Olyan hántolóberendezéseknél, ahol a munkadarab rögzített, és a hántolófej mozog, mozgó elszívótölcséreket kell alkalmazni, amelyek a reakciózóna környékéről állandóan elvezetik a füstöt. Látható, hogy mindkét esetben bonyolult és költséges berendezések szükségesek ahhoz, hogy a keletkező füstöt és gőzöket megbízhatóan lehessen elvezetni, és a környezetbe juttatás előtt tisztítani. A jelen találmánnyal olyan megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi a termokémiai hántolás oly módon történő elvégzését, hogy ne keletkezzék másodlagos borda a hántolási sávok határain, és ugyanakkor csökkentse a környezetbe kerülő füst és gőz mennyiségét a hántolás során. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a termokémiai hántolást, amelynek során először oxigénsugarat irányítunk a munkadarab felületére, és fémolvadékot tartalmazó reakciózónában termokémiai reakciót indítunk el, majd az oxigénsugár és a munkadarab között viszonylagos elmozdulást hozunk létre, úgy végezzük, hogy semleges közegből álló legalább egy olyan lapos fedősugarat alakítunk ki, amely a munkadarab felületét metszi, és ezzel a teljes reakciózónát, valamint a fémolvadékot befedjük, az ehhez csatlakozó salakhordaléknak pedig legalább egy részét fedjük be. A találmány szerint alkalmazott fedősugár a munkadarab felületét metszve olyan nagyrészt zárt teret alkot, amely felfogja a füstöt és a gőzt, ugyanakkor pedig megakadályozza az olvadéknak oldalra történő kifolyását. A fedősugár akkor is kialakítható, ha a termokémiai ' hántblásnál oldalirányú vízfúvókát alkalmazunk, ekkor a fedősugár és a munkadarab nem közvetlenül metszik egymást, hanem a vízsugáron keresztül. A semleges közegből létrehozott fedősugár kibocsátása történhet az oxigénsugárral azonos irányban és közvetlenül afölött, oly módon, hogy a munkadarab felületével hegyes szöget záijon be. Létrehozható a fedősugár azonban úgy is, hogy az oxigénsugár irányára merőlegesen, oldalról fúvatjuk a munkadarabra. Mindkét esetben a fedősugár kialakítja a zsákszerű teret, amely elválasztja a füsttel és gőzzel telített részt a környező levegőtől. Abban az esetben, ha a semleges közegből alkotott fedősugárt az oxigénsugárral azonos irányban fúvatjuk ki, a fedősugarat úgy irányíthatjuk, hogy az a teljes reakciózónát és a fémolvadékot, a salakhordaléknak azonban csak egy részét borítsa be és a hántolás során folyamatosan cseppekké poriassza. Ily módon az oxigénsugár által mozgatandó olvadék, illetve salakhordalék mindig olyan kis térfogaton tartható, hogy abból oldalirányban olvadék nem távozhat. Ezzel a fémolvadéknak a hántolási sáv határain történő lerakódása megakadályozható. A találmány szerinti berendezés semleges közeget kibocsátó és fedősugarat létrehozó fedőfúvókával van ellátva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
