Розробка інноваційної технології та гартівного обладнання для реалізації зміцнювальної термічної обробки металовиробів із використанням псевдозріджених сипучих матеріалів (частина 1)

Abstract

UK: Анотація. Постановка проблеми. Одна з основних проблем, з якими стикається сучасне підприємство–це пошук шляхів підвищення ефективності його діяльності. Для ефективного функціонування термічних підрозділів інструментальних виробництв потрібна одночасна наявність нагрівальних та гартувальних пристроїв із різними середовищами для нагрівання та охолодження. Цим пояснюється прагнення виробничників і вчених до пошуку технологічних, дешевих, екологічно чистих середовищ для нагрівання та охолодження, які здатні забезпечити необхідні параметри термічної обробки і високу якість оброблюваних деталей. Мета статті–аналіз стану методів зміцнювальної термічної (комбінованої) обробки з використанням сипучих матеріалів як середовищ для об’ємного нагрівання і примусового охолодження металовиробів та конструктивно-технологічних особливостей гартівних пристроїв, які в змозі забезпечити раціональний структурний стан металу деталей складної геометричної форми за мінімального рівня їх жолоблення та деформації на прикладі використання віброзріджених сипучих матеріалів (в технічній літературі використовується термін «віброгравітаційні частки теплоносія»).Висновок. Досліджено використання у промисловості псевдозріджених сипучих матеріалів як середовищ для об’ємного нагрівання та гартування металовиробів і конструкцій пристроїв для їх використання. Визначено переваги способу охолодження в киплячому шарі для ефективної реалізації режимі в зміцнювальної термічної обробки. Показано, що такий спосіб примусового об'ємного охолодження виробів інструментальних виробництв раціональний за різними показниками. Проаналізовано конструктивно-технологічні параметри пристроїв для його реалізації, які можуть стабільно забезпечити необхідний рівень властивостей легованих та високолегованих інструментальних сталей за мінімального рівня їх жолоблення і деформації

EN: Abstract.Statement of the problem. One of the main problems faced by a modern enterprise is the search for ways to improve the efficiency of its activities. For the effective functioning of the thermal units of toolmaking industries, the simultaneous availability of heating and quenching devices with different heating and cooling media is required. This explains the desire of manufacturers and scientists to find technological, cheap, environmentally friendly heating and cooling media that can provide the required heat treatment parameters and high quality of the processed parts. The purpose of the articleis to analyze the state-of-the-art of hardening thermal (combined)treatment methods using bulk materials as media for volumetric heating and forced cooling of metal products and the design and technological features of hardening devices that can ensure a rational structural state of metal parts of complex geometric shapes with a minimum level of their warping and deformation on the example of using vibro-fluidized bulk materials (in the technical literature, the term vibro-gravity particles of heat is used). Research results.To analyze the results of tests of bulk materials as quenching media for high-alloy steel grades and their effect on the structure and properties of the metal in comparison with the traditional oil quenching regime. To consider the features of quenching devices that use mechanical vibration to produce vibro-s bulk material and the possibility of their use in the implementation of quenching modes (including isothermal) of steel products of complex geometric shapes. Conclusion. The use of fluidized bulk materials in industry as media for volumetric heating and hardening of metal products and the design of devices for their use has been investigated. The advantages of the fluidized bed cooling method for the effective implementation of hardening heat treatment regimes are determined. It is shown that this method of forced volumetric cooling of toolmaking products is rational in terms of various indicators. The structural and technological parameters of devices for its implementation are analyzed, which can consistently provide the required level of properties of alloyed and high-alloy tool steels with a minimum level of warping and deformation.