שיטת ייצור של תהליך טיפול בחום עבור ברגים

טכנולוגיית רקע:

מחברים בעלי חוזק גבוהדורשים טיפול מרווה וריסוס בהתאם לדרישות הטכניות.טיפול בחום, מרווה ורענוןהיא לשפר את התכונות המכניות המקיפות של מחברים כדי לעמוד בחוזק המתיחה וביחס התשואה שצוינו של המוצרים. לתהליך הטיפול בחום יש השפעה מכרעת על האיכות הפנימית של מחברים בעלי חוזק גבוה, במיוחד על האיכות הפנימית שלהם. במהלך תהליך הטיפול בחום של מרווה ומזיגה, בדרך כלל מובא גז חמצון מחוץ לתנור. הגז החמצון יגיב עם הבורג, ויגרום לפחמן על פני השטח של הבורג. בשל המבנים הפנימיים והמשטחים השונים, יש לו מקדמי התפשטות שונים. במהלך המרווה, עלולים להיווצר סדקים על פני השטח, מה שמפחית את איכות המוצר. תהליך הטיפול בחום המסורתי כרוך בהכנסת ברגים ישירות לתנור מרווה למרווה בטמפרטורה גבוהה. במהלך תהליך המרווה ומזיגה, בעיות כגון קשיות לא מספקת במצב מרווה, קשיות לא אחידה במצב מרווה, עיוות מרווה מוגזם וסדקים במרווה נוטים להתרחש. לאור זאת, יש צורך לבצע שיפורים בתהליך הטיפול בחום המסורתי.

אלמנטים טכניים של יישום:

כדי לטפל בחסרונות הטכנולוגיה הקיימת, מטרת ההמצאה הנוכחית היא לספק תהליך טיפול בחום עבור ברגים עם אפקט כיבוי טוב יותר, איכות מוצר משופרת וחיי שירות ארוכים יותר של המוצר.

על מנת להשיג את המטרות הנ"ל, ההמצאה הנוכחית מאמצת את הפתרון הטכני הבא:

תהליך הטיפול בחום של ברגים כולל את השלבים הבאים:

S1. דה-זרחון;

S2. טיפול מקדים: יש להכניס את המוצר לתנור חימום מקדים ולהזריק בו באופן רציף גז חנקן בטמפרטורה גבוהה. לאחר חימום מקדים של 2.5 עד 3 שעות, יש להוציאו ולהכניסו לתנור קרבוריזציה לטיפול קרבוריזציה;

S3. כיבוי: יש להכניס את המוצר לתנור כיבוי ולהזריק חנקן לתנור הכיבוי באופן רציף. לאחר הזרקת חנקן במשך 30-40 דקות, יש להעלות באיטיות את טמפרטורת תנור הכיבוי ל-460-500 מעלות צלזיוס ולשמור עליה למשך 15-20 דקות לפני שתמשיכו לשלב הראשון של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת תנור הכיבוי ל-550~700 מעלות צלזיוס ולשמור עליה למשך 20~35 דקות לפני שתמשיכו לשלב השני של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת תנור הכיבוי ל-750-850 מעלות צלזיוס ולשמור עליה למשך 30-45 דקות לפני שתמשיכו לשלב השלישי של טיפול הכיבוי;

S4. קירור שמן: הוציאו את המוצר המרוה והניחו אותו במיכל שמן המרווה הראשון לקירור השמן, תוך ערבוב כל 15 דקות ושמירה על כך למשך 20-30 דקות; לאחר ההוצאה, הניחו אותו במיכל שמן המרווה השני לקירור השמן, ערבבו כל 15 דקות עד שטמפרטורת המוצר יורדת ל-100 ℃;

S5. הסרת שמן: הוציאו את המוצר המקורר והניחו לו לעמוד במשך 35-45 דקות, ונשפו את שמן המרווה מעל פני המוצר באמצעות אוויר קר;

S6. הרפיה: יש להכניס את המוצר לאחר הסרת השומן לתנור הרפיה לצורך טיפול הרפיה, להתאים את טמפרטורת ההרפיה ל-110~180 מעלות צלזיוס, ואת זמן ההרפיה ל-1.5~3 שעות. יש לבצע את השלב הראשון של טיפול ההרפיה; יש להעלות את הטמפרטורה ל-370-410 מעלות צלזיוס ולהשאיר את המוצר למשך 3-6 שעות לפני שתמשיכו לשלב השני של טיפול ההרפיה; לאחר טיפול ההרפיה, יש לקרר את המוצר באוויר לטמפרטורת החדר.

עדיף, בשלב s1 לעיל, שתמיסת הניקוי תורכב מהרכיבים הבאים לפי מסה: 20-36 חלקים של בוטיל אצטט, 10-13 חלקים של חומצה פוליגליקולית, 16-20 חלקים של חומצה אמינואצטית, 13-22 חלקים של אתיל אקרילט, 5-9 חלקים של מלח טריאתנולמין של חומצה אולאית, 3-16 חלקים של אתנולמין, ו-18-26 חלקים של מים, אשר יכולים להסיר ביעילות כתמי שמן מפני השטח של המוצר ולהימנע מפגיעה באפקט הניקוי.

עדיף יותר, שמיכל הדה-זרחן הנ"ל מצויד בתמיסת דה-זרחן, הבוחרת תמיסת אשלגן הידרוקסיד בריכוז של 2.2-6.5 גרם/ליטר או תמיסת נתרן הידרוקסיד בריכוז של 2.8-6.9 גרם/ליטר.

עדיף יותר, בשלב s2 הנ"ל, גז החנקן בטמפרטורה גבוהה המוכנס לתנור החימום המוקדם הוא גז החנקן בתנור הכיבוי בשלב s3, עם קצב זרימה של 2.5-3.5 ליטר/שעה. על ידי חימום מוקדם של המוצר, ניתן לייבש את תמיסת הניקוי על פני השטח שלו והעלייה הפתאומית בטמפרטורה בתנור הכיבוי יכולה למנוע פגיעה באיכות המוצר.

יתרה מזאת, עדיף שבשלב s3 לעיל, קצב הזרימה של חנקן הוא 4-5 ליטר/שעה, מה שיכול להוציא אוויר מכבשן החימום המוקדם, למנוע תגובת חמצון בין חמצן למוצר, ולמנוע דה-קרבוריזציה, מה שעלול לגרום לכשל של מחברים מושחלים ולקצר את חיי השירות של המוצר.

באופן ספציפי, בשלב s3 לעיל, קצב החימום של תנור הכיבוי במהלך תקופת החימום ל-460-500 ℃ הוא 30-40 ℃/דקה, קצב החימום במהלך תקופת החימום ל-550-700 ℃ הוא 50-60 ℃/דקה, וקצב החימום במהלך תקופת החימום ל-750-850 ℃ הוא 70-90 ℃/דקה. טיפול כיבוי החימום בשלבים יכול לשפר את אפקט הכיבוי של המוצר ולשפר את איכות המוצר.

עדיף שבשלב s4, טמפרטורת שמן המרווה במיכל שמן המרווה הראשון תהיה 250-300 ℃, וטמפרטורת שמן המרווה במיכל שמן המרווה השני תהיה 50-70 ℃.

עדיף יותר, בשלב s5 לעיל, שטמפרטורת האוויר הקר תהיה 30-35 ℃, ומהירות הרוח תהיה 20-25 מטר/שנייה.

יתרונות ההמצאה הנוכחית הם שתהליך הטיפול בחום של הבריח הוא פשוט, קל לתפעול ובעל אפקט מרווה טוב. על ידי חימום מוקדם של המוצר, ניתן לייבש את תמיסת הניקוי על פני השטח שלו, ועלייה פתאומית בטמפרטורה בכבשן המרווה יכולה למנוע פגיעה באיכות המוצר; החנקן בטמפרטורה גבוהה המשמש בכבשן החימום המוקדם מגיע מכבשן המרווה, ובכך מבטל את מכשיר החימום בכבשן החימום המוקדם, מה שיכול לחסוך בצריכת אנרגיה ולהפחית את עלויות הייצור; הזרקת חנקן לכבשני החימום המוקדם והמרווה יכולה להוציא את האוויר שבפנים, למנוע תגובות חמצון בין חמצן למוצר, ובכך למנוע דה-קרבוריזציה וגרימת כשל של מחברים מושחלים, ולהאריך את חיי השירות של המוצר; טיפול מרווה בחימום שלבתי יכול לשפר את אפקט המרווה של המוצר ולשפר את איכותו; טיפול קירור שמן שלבתי יכול לקרר ביעילות מוצרים בטמפרטורה גבוהה מבלי לפגוע באיכותם.

שיטת יישום ספציפית

להלן מבוא ספציפי להמצאה הנוכחית בשילוב עם מימושים ספציפיים.

דוגמה 1

תהליך הטיפול בחום של ברגים כולל את השלבים הבאים:

S1. דה-זרחון;

תמיסת הניקוי מורכבת מהרכיבים הבאים לפי מסה: 20 חלקים של בוטיל אצטט, 10 חלקים של חומצה פוליגליקולית, 16 חלקים של חומצה אמינואצטית, 13 חלקים של אתיל אקרילט, 5 חלקים של מלח טריאתנולמין של חומצה אולאית, 3 חלקים של אתנולמין ו-18 חלקים של מים; מיכל הדה-זרחן מצויד בתמיסת דה-זרחן, המשתמשת בתמיסת אשלגן הידרוקסיד בריכוז של 2.2 גרם/ליטר;

S2. טיפול מקדים: יש להכניס את המוצר לתנור חימום מקדים ולהזריק בו באופן רציף גז חנקן בטמפרטורה גבוהה. לאחר חימום מקדים של 2.5 שעות, יש להוציאו ולהכניסו לתנור קרבוריזציה לטיפול קרבוריזציה;

S3. כיבוי: יש להכניס את המוצר לכבשן הכיבוי ולהזריק גז חנקן לתוכו ברציפות. קצב הזרימה של גז חנקן הוא 4 ליטר/שעה, ולאחר הזרקת גז חנקן למשך 30 דקות, יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-460 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 30 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 15 דקות לפני שתמשיכו לשלב הראשון של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-550 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 50 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 20 דקות לפני שתמשיכו לשלב השני של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-750 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 70 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 30 דקות לפני שתמשיכו לשלב השלישי של טיפול הכיבוי;

S4. קירור שמן: הוציאו את המוצר המרוה והניחו אותו במיכל שמן המרווה הראשון לקירור השמן. טמפרטורת שמן המרווה היא 250 ℃, וערבבו כל 15 דקות במשך 20 דקות; לאחר הוצאתו, הניחו אותו במיכל שמן המרווה השני לקירור השמן, כאשר טמפרטורת שמן המרווה היא 50 ℃ וערבבו כל 15 דקות עד שטמפרטורת המוצר יורדת ל-100 ℃;

S5. הסרת שמן: הוציאו את המוצר המקורר והניחו לו לעמוד למשך 35 דקות. שפכו את שמן המרווה מעל פני המוצר באוויר קר בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס ובמהירות רוח של 20 מטר לשנייה;

S6. הרפיה: יש להכניס את המוצר לאחר הסרת השומן לתנור הרפיה לצורך טיפול הרפיה, להתאים את טמפרטורת ההרפיה ל-110 מעלות צלזיוס, ואת זמן ההרפיה ל-1.5 שעות. יש לבצע את השלב הראשון של טיפול ההרפיה; יש להעלות את הטמפרטורה ל-370 מעלות צלזיוס, להניח את הטמפרטורה למשך 3 שעות, ולהמשיך לשלב השני של טיפול ההרפיה; לאחר טיפול ההרפיה, יש לקרר את המוצר באוויר לטמפרטורת החדר.

גז החנקן בטמפרטורה גבוהה המוכנס לכבשן החימום המוקדם בשלב s2 של התגלמות זו הוא גז החנקן מכבשן הכיבוי בשלב s3, וקצב הזרימה של גז החנקן בטמפרטורה גבוהה הוא 2.5 ליטר/שעה.

דוגמה 2

שלבי התהליך במימוש זה זהים לאלה שבדוגמה 1, למעט תנאי התהליך הספציפיים, הכוללים את השלבים הבאים:

S1. דה-זרחן: יש להכניס את המוצר למכונת הניקוי ולמזוג את תמיסת הניקוי עד שהמוצר נטבל לחלוטין בתמיסת הניקוי. יש לכוון את טמפרטורת הניקוי ל-50 מעלות צלזיוס ולערבב כל 15 דקות. לאחר ניקוי במשך 3 שעות, יש להוציא את המוצר ולהכניס אותו למיכל דה-זרחן לטיפול דה-זרחן;

תמיסת הניקוי מורכבת מהרכיבים הבאים לפי מסה: 36 חלקים של בוטיל אצטט, 13 חלקים של חומצה פוליגליקולית, 20 חלקים של חומצה אמינואצטית, 22 חלקים של אתיל אקרילט, 9 חלקים של מלח טריאתנולמין של חומצה אולאית, 16 חלקים של אתנולמין ו-26 חלקים של מים; מיכל הדה-זרחן מצויד בתמיסת דה-זרחן, הנבחרת כתמיסת אשלגן הידרוקסיד בריכוז של 6.5 גרם/ליטר או תמיסת נתרן הידרוקסיד בריכוז של 6.9 גרם/ליטר;

S2. טיפול מקדים: יש להכניס את המוצר לתנור חימום מקדים ולהזריק בו באופן רציף גז חנקן בטמפרטורה גבוהה. לאחר חימום מקדים של 3 שעות, יש להוציאו ולהכניסו לתנור קרבוריזציה לטיפול קרבוריזציה;

S3. כיבוי: יש להכניס את המוצר לכבשן הכיבוי ולהזריק גז חנקן לתוכו ברציפות. קצב הזרימה של גז חנקן הוא 5 ליטר/שעה, ולאחר הזרקת גז חנקן למשך 40 דקות, יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-500 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 40 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור על כך למשך 20 דקות לפני שתמשיכו לשלב הראשון של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-700 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 60 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור על כך למשך 35 דקות לפני שתמשיכו לשלב השני של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-850 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 90 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור על כך למשך 45 דקות לפני שתמשיכו לשלב השלישי של טיפול הכיבוי;

S4. קירור שמן: הוציאו את המוצר המרוה והניחו אותו במיכל שמן המרווה הראשון לקירור השמן. טמפרטורת שמן המרווה היא 300 ℃, וערבבו כל 15 דקות במשך 30 דקות; לאחר ההוצאה, הניחו אותו במיכל שמן המרווה השני לקירור השמן, כאשר טמפרטורת שמן המרווה היא 70 ℃ וערבבו כל 15 דקות עד שטמפרטורת המוצר יורדת ל-100 ℃;

S5. הסרת שמן: הוציאו את המוצר המקורר והניחו לו לעמוד למשך 45 דקות. שפכו את שמן המרווה מעל פני המוצר באוויר קר בטמפרטורה של 35 מעלות צלזיוס ובמהירות רוח של 25 מטר לשנייה;

S6. הרפיה: יש להכניס את המוצר לאחר הסרת השומן לתנור הרפיה לצורך טיפול הרפיה, להתאים את טמפרטורת ההרפיה ל-180 מעלות צלזיוס, ואת זמן ההרפיה ל-3 שעות. יש לבצע את השלב הראשון של טיפול ההרפיה; יש להעלות את הטמפרטורה ל-410 מעלות צלזיוס, להניח את הטמפרטורה למשך 6 שעות, ולהמשיך לשלב השני של טיפול ההרפיה; לאחר טיפול ההרפיה, יש לקרר את המוצר באוויר לטמפרטורת החדר.

גז החנקן בטמפרטורה גבוהה המוכנס לכבשן החימום המוקדם בשלב s2 של מימוש זה הוא גז החנקן מכבשן הכיבוי בשלב s3, עם קצב זרימה של 3.5 ליטר/שעה עבור גז חנקן בטמפרטורה גבוהה.

דוגמה 3

שלבי התהליך במימוש זה זהים לאלה שבדוגמה 1, למעט תנאי התהליך הספציפיים, הכוללים את השלבים הבאים:

S1. דה-זרחון;

תמיסת הניקוי מורכבת מהרכיבים הבאים לפי מסה: 28 חלקים של בוטיל אצטט, 12 חלקים של חומצה פוליגליקולית, 18 חלקים של חומצה אמינואצטית, 18 חלקים של אתיל אקרילט, 7 חלקים של מלח טריאתנולמין של חומצה אולאית, 10 חלקים של אתנולמין ו-22 חלקים של מים; מיכל הדה-זרחן מצויד בתמיסת דה-זרחן, הנבחרת כתמיסת נתרן הידרוקסיד בריכוז של 4.5 גרם/ליטר;

S2. טיפול מקדים: יש להכניס את המוצר לתנור חימום מקדים ולהזריק בו באופן רציף גז חנקן בטמפרטורה גבוהה. לאחר חימום מקדים של 2.7 שעות, יש להוציאו ולהכניסו לתנור קרבוריזציה לטיפול קרבוריזציה;

S3. כיבוי: יש להכניס את המוצר לכבשן הכיבוי ולהזריק גז חנקן לתוכו ברציפות. קצב הזרימה של גז חנקן הוא 4.5 ליטר/שעה, ולאחר הזרקת גז חנקן במשך 35 דקות, יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-480 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 35 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 18 דקות לפני שתמשיכו לשלב הראשון של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-575 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 55 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 27 דקות לפני שתמשיכו לשלב השני של טיפול הכיבוי; יש להעלות באיטיות את טמפרטורת כבשן הכיבוי ל-800 מעלות צלזיוס, עם קצב חימום של 80 מעלות צלזיוס/דקה, ולשמור עליה למשך 38 דקות לפני שתמשיכו לשלב השלישי של טיפול הכיבוי;

S4. קירור שמן: הוציאו את המוצר המרוה והניחו אותו במיכל שמן המרווה הראשון לקירור השמן. טמפרטורת שמן המרווה היא 275 ℃, וערבבו כל 15 דקות במשך 25 דקות; לאחר ההוצאה, הניחו אותו במיכל שמן המרווה השני לקירור השמן, כאשר טמפרטורת שמן המרווה היא 60 ℃ וערבבו כל 15 דקות עד שטמפרטורת המוצר יורדת ל-100 ℃;

S5. הסרת שמן: הוציאו את המוצר המקורר והניחו לו לעמוד למשך 40 דקות. נשפו את שמן המרווה מעל פני המוצר באמצעות אוויר קר, בטמפרטורה של 33 מעלות צלזיוס ומהירות רוח של 22 מטר לשנייה;

S6. הרפיה: יש להכניס את המוצר לאחר הסרת השומן לתנור הרפיה לצורך טיפול הרפיה, להתאים את טמפרטורת ההרפיה ל-145 מעלות צלזיוס, ואת זמן ההרפיה ל-2.2 שעות. יש לבצע את השלב הראשון של טיפול ההרפיה; יש להעלות את הטמפרטורה ל-390 מעלות צלזיוס, להניח את הטמפרטורה למשך 4.5 שעות, ולהמשיך לשלב השני של טיפול ההרפיה; לאחר טיפול ההרפיה, יש לקרר את המוצר באוויר לטמפרטורת החדר.

החנקן בטמפרטורה גבוהה המוכנס לתנור החימום המוקדם בשלב s2 של מימוש זה הוא החנקן בתנור הכיבוי בשלב s3, עם קצב זרימה של 3 ליטר/שעה.

בדיקות ביצועים מכניות

על פי תוצאות הבדיקה, ניתן לראות כי רמת החוזק של הברגים שטופלו בתהליך הטיפול בחום של ההמצאה הנוכחית היא מעל 10.5, דבר העומד בדרישות האיכות.

תהליך הטיפול בחום של הבריח של ההמצאה הנוכחית הוא פשוט, קל לתפעול ובעל אפקט מרווה טוב. על ידי חימום מוקדם של המוצר, ניתן לייבש את תמיסת הניקוי על פני השטח שלו, ועלייה פתאומית בטמפרטורה בכבשן המרווה יכולה למנוע פגיעה באיכות המוצר; החנקן בטמפרטורה גבוהה המשמש בכבשן החימום המוקדם מגיע מכבשן המרווה, ובכך מבטל את מכשיר החימום בכבשן החימום המוקדם, מה שיכול לחסוך בצריכת אנרגיה ולהפחית את עלויות הייצור; הזרקת חנקן לכבשני החימום המוקדם והמרווה יכולה להוציא את האוויר שבפנים, למנוע תגובות חמצון בין חמצן למוצר, ובכך למנוע דה-קרבוריזציה וגרימת כשל של מחברים מושחלים, ולהאריך את חיי השירות של המוצר; טיפול מרווה בחימום שלבתי יכול לשפר את אפקט המרווה של המוצר ולשפר את איכותו; טיפול קירור שמן שלבתי יכול לקרר ביעילות מוצרים בטמפרטורה גבוהה מבלי לפגוע באיכותם.

בתיאור מפרט זה, ההתייחסות למונחים כגון "מימוש אחד", "כמה מימושים", "דוגמאות", "דוגמאות ספציפיות" או "כמה דוגמאות" משמעה שהמאפיינים, המבנים, החומרים או המאפיינים הספציפיים המתוארים בקשר עם המימוש או הדוגמה כלולים לפחות במימוש או דוגמה אחת של ההמצאה הנוכחית. במפרט זה, הביטויים הסכמטיים של המונחים הנ"ל אינם בהכרח מתייחסים לאותם מימושים או דוגמאות. יתר על כן, ניתן לשלב את המאפיינים, המבנים, החומרים או המאפיינים הספציפיים המתוארים באופן מתאים בכל מימוש או דוגמה אחת או יותר.

האמור לעיל מציג ומתאר את העקרונות הבסיסיים, המאפיינים העיקריים והיתרונות של ההמצאה הנוכחית. טכנאים בתעשייה זו צריכים להבין כי המימושים הנ"ל אינם מגבילים בשום צורה את ההמצאה הנוכחית, וכל פתרון טכני המתקבל באמצעות החלפה מקבילה או טרנספורמציה מקבילה נופל במסגרת ההגנה של ההמצאה הנוכחית.