176172. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémfelületek termokémiai hántolására
5 176172 6 A találmány szerinti berendezés célszerűen keresztirányú vízfúvókákkal is el van látva. A szórófej ebben az esetben úgy van beállítva, hogy a létrehozott fedősugár éle a keresztirányú vízsugarak legalább egyikét messe. A semleges közeget kibocsátó szórófej elhelyezhető az oxigénfúvóka fölött oly módon, hogy azzal azonos, illetve párhuzamos irányban bocsássa ki a semleges közeget. A fedősugár ily módon az oxigénsugárhoz hasonlóan hegyesszögben hajlik a munkadarab felületéhez, és metszi azt. Elhelyezhető azonban a szórófej oldalt is, oly módon, hogy a kibocsátás az oxigénsugárra lényegében merőlegesen történik. Mindkét esetben azonban a semleges közeg által alkotott fedősugár kialakítja az említeti körbezárt teret, és elzáija ezzel a keletkező füst és gőz kiáramlását a környezetbe. Ha a szórófejet az oxigénfúvóka fölött, azzal azonos irányban helyezzük el, akkor a fedősugár beállítását célszerű úgy elvégezni, hogy az a salakhordalékot levágja, és ezzel a másodlagos bordák kialakulását megakadályozza. Semleges közegen a jelen leírás keretein belül olyan közeget értünk, amely a munkadarab anyagával nem lép gyors reakcióba. Általában célszerű ilyen közegként vizet alkalmazni, amely mind a bordaképződés megakadályozására, mind a füsttér lezárására alkalmas. A vizen kívül alkalmazhatók azonban egyéb közegek is, például gőz, víz és levegő keveréke, vagy víz és valamely semleges gáz (például nitrogén vagy argon) keveréke. A találmány szerinti megoldással a kitűzött kettős cél megvalósítható: megakadályozható a másodlagos bordaképződés és csökkenthető a környezetbe jutó füst és gőz mennyisége. Ugyanakkor a találmány szerinti megoldás alkalmazása egy harmadik újszerű hatást is eredményez, nevezetesen azt, hogy a termokémiai hántolás szokásos erős zaja nagymértékben csökken. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a fémolvadék és salakhordalék kialakulását mutatja be a hagyományos termokémiai hántolásnál, a 2. ábra egy munkadarab felülnézete, a hagyományos hántolási sávval, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott munkadarab A—A metszete, a 4. ábra olyan munkadarab felülnézetét mutatja, amelyen termokémiai hántolást végeztek, és ahol az elsődleges bordaképződést megakadályozták a másodlagos bordaképződés azonban fellépett, az 5. ábra a 4. ábrán bemutatott munkadarab C—C metszete, a 6. ábra olyan munkadarab felülnézete, amelyet a találmány szerinti eljárással hántoltunk, a 7. ábra a 6. ábrán bemutatott munkadarab B—B metszete, a 8. ábra a találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítását mutatja, a 9. ábra a találmány szerinti eljárás egy olyan foganatosítási módjának vázlata oldalnézetben, ahol a semleges közeget az oxigénsugárral azonos irányban fúvatjuk ki, a 10. ábra az eljárás egy olyan foganatosítási módját szemlélteti, amellyel csupán a füst eltávozását csökkentjük, de a másodlagos bordaképződést nem befolyásoljuk, a 11. ábra az eljárás egy másik foganatosítási módja, ahol csak a másodlagos bordaképződést akadályozzuk meg, és a füst eltávozását nem befolyásoljuk, a 12. ábra a találmány egy olyan kiviteli alakját mutatja, ahol a semleges közeget oldalról fúvatjuk a reakciózóna fölé és csak a füst eltávozását akadályozzuk meg, anélkül, hogy a másodlagos bordaképződést befolyásolnánk, a 13. ábra olyan megoldást mutat, ahol a semleges közeg által alkotott fedősugarat keresztfúvókák által létrehozott folyadéksugárra irányítjuk, és a 14. ábra azt a változatot szemlélteti, amelynél a keresztfúvókák által kibocsátott vízsugarak és a semleges közeg iránya azonos. A találmány szerinti megoldás lényege tehát, hogy semleges közegből olyan fedősugarat alakítunk ki, amellyel a reakciózóna előtt levő salakhordalék nagyságát folyamatosan szabályozni tudjuk, és ezáltal a másodlagos bordaképződést megakadályozzuk. A fedősugár levágja a salakhordalék egy részét, ha az a kívánatosnál nagyobbra nő, és ezzel biztosítja az oxigénsugárnak csak annyi olvadékot kell maga előtt tolni, amelyből semmiképpen sem válik le oldalt fémolvadék. A salakolvadék kívánatos nagysága természetesen változik az oxigénsugár nyomásától, a hántolási sebességtől, és a hántolási mélységtől függően. Ha például hideg acél munkadarabon végzünk hántolásí, a semleges közegnek a salakhordalékot a reakciózóna elejétől mintegy 35 cm távolságra kell érinteni ahhoz, hogy hatékonyan meg lehessen előzni a másodlagos bordakéződést. Az alkalmazott semleges közeg célszerűen víz, amelyet legalább 8,8 kg/cm1 2 3 4 5 6 7 8 9 nyomással juttatunk a munkadarab felszínére. A vízsugarat célszerűen az oxigénfúvóka fölött levő szórófejből bocsátjuk ki, mintegy 45°-os szögben a muíikadarab felszínéhez képest. Ez a szög lényegében megegyezik az oxigénsugár beesési szögével. Természetesen a vízsugár szöge is változó lehet számos körülménytől függően. Általában a vízsugárnak a munkadarab felszínével bezárt szöge 20 és 80° között van. A fenti megoldás vizsgálata során kiderült, hogy az így kialakított vízsugár nem csupán a salakhordalék nagyságának szabályozására alkalmas, hanem a munkadarab felszínével zsákszerű teret képezvén megakadályozza a keletkező füst és gőzök eltávozását is. A keletkező füst és gőz szennyezőtartalmát a vízsugár befogja, és magával viszi. Az elvezetett közeg tisztítása jóval egyszerűbben megoldható, mint a füstelszívó berendezésekhez kapcsolt tisztítóberendezésekben. Az 1. ábrán látható a termokémiai hántolás hagyományos módja. Az N hántolófúvóka az A nyü irányában mozogva az M munkadarab felületén hántolási sávot állít elő D fogásmélységgel. Az R reakciózóna az M munkadarab és az N hántolófúvóka által kibocsátott oxigénsugár között jön létre. A hántolás során F füst és egyéb égéstermék 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
