3.5. Закалочные прессы и машины

Применение закалочных прессов и машин обеспечивает более равномерное охлаждение деталей, а, следовательно, позволяет уменьшить деформацию и коробление при закалке. Кроме того, они дают возможность осуществить быстрое охлаждение отдельных участков изделия.

На рис. 3.8 показан пресс для закалки зубчатых колес заднего моста автомобиля, больших колец диаметром 170…630 мм и дисков.

Закалка на прессе производится в штампах. Принцип работы пресса следующий. Под действием сжатого воздуха плунжеры 1 и 5 поднимаются вверх. В нижнем плунжере 1 расположен цилиндр 2, на котором сидит матрица с втулкой 3, состоящая из отдельных сегментов. К верхнему плунжеру 5 крепится штамп 4 с направляющим пуансоном. Нагретое зубчатое колесо укладывается на матрицу. Верхний плунжер опускается, и направляющий пуансон выходит во втулку 3, раздвигая сегменты до упора и прижимая их к зубчатому колесу. С наружной стороны колесо зажимается штампом. После закрепления горячего колеса плунжеры 1 и 5 вместе с зубчатым колесом опускаются в масло. В таком положении колесо равномерно охлаждается маслом и предотвращается деформация. Масло в резервуар 7 поступает снизу и сливается в трубы 6. После окончания охлаждения плунжеры 1 и 5 поднимаются вверх, и зубчатое колесо снимается. Производительность пресса – 40…50 зубчатых колес в час.

Закалка и одновременная гибка рессор производится на закалочной машине барабанного типа (рис. 3.9), состоящего из периодически вращающегося шести-, восьми- или десятигранного барабана. Барабан устанавливается в закалочном баке так, что его ось находится ниже уровня масла.

Н агретый лист рессоры укладывается на неподвижный штамп 2, прижимается и сгибается верхним штампом 1. Одновременно на листе выдавливаются центрирующие кнопки. Затем барабан поворачивается на определенный угол (восьмигранный на 45°, десятигранный на 36°), и лист рессоры погружается в масло. Конструкция штампов такова, что масло свободно проходит между штампами и интенсивно охлаждает лист рессоры. Второй лист рессоры укладывают на следующий штамп и т.д.

После закалки штампы раскрываются, и закаленные листы рессор извлекаются магнитным краном, который переносит листы на конвейер отпускной печи. Производительность машины 400…600 рессорных листов в час.

4. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Одним из важнейших элементов электропечей является теплоизоляционная футеровка агрегата. Современная футеровка печи обеспечивает качественное изменение не только срока службы печи, но и множество других ее характеристик. Современные теплоизоляционные материалы уменьшают потребляемую мощность электропечи, увеличивает скорость выхода печи на заданную температуру, уменьшает вес электропечи, что в комплексе позволяет снизить долгосрочные издержки практически любого производства.

Огнеупорными материалами называют строительные материалы, которые обладают стойкостью при высоких температурах и не разрушаются от воздей­ствия физических и физико-химических процессов, происходящих в печи.

Огнеупорные материалы обладают следующими свойствами: высокой механической прочностью при больших давлениях и высоких температурах; термической стойкостью – способностью выдерживать резкие колебания темпе­ратуры, не растрескиваясь и не разрушаясь; огнеупорностью – способностью выдерживать длительное воздействие высоких температур; малой пористостью; низкой теплопроводностью и т.д.

Огнеупорные материалы делятся на кислые (динас), основные (доломит, магнезит) и нейтральные (шамот).

Огнеупорный материл, полученный обжигом из размолотых кварцитов, песчаников и других кварцевых пород, называется динасом. Динас содержит около 94…95 % SiО₂, в качестве связки используется известь. Огнеупорность динаса 1690…1710°С. Динасовые кирпичи используют для кладки высокотем­пературных соляных ванн; для кладки термических печей их не применяют.

Наиболее распространенными материалами, применяемыми для кладки термических печей, являются шамотные огнеупорные материалы, содер­жащие окись алюминия и кремнезем. Их получают из шамота и огнеупорной глины. Огнеупорность шамота 1580…1730°С.

Магнезитовые огнеупоры изготовляют из обожженного и измель­ченного магнезита. Они содержат 85 % окиси магния, остальное примеси. Огнеупорность магнезита 2200…2400°С. Основным недостатком огнеупоров является низкая термостойкость. Магнезитовые огнеупоры используют для фу­теровки высокотемпературных печей.

Доломитовые огнеупоры содержат 52…58 % окиси кальция, 35…38 % окиси магния, остальное примеси. Огнеупорность доломита 1800…1950°С. Доломи­товые огнеупоры для кладки термических печей почти не применяют.

Только магнезитовые огнеупорные материалы получают распи­ливанием природного материала с последующим обжигом. Огнеупорность талькомагнезитовых материалов 1540…1560°С. Эти огнеупоры иногда приме­няют для кладки термических печей.

Кроме огнеупорных материалов при кладке печей применяют тепло­изоляционные материалы. Теплоизоляционные материалы обладают высокой пористостью, а следовательно, низкой теплопроводимостью. В каче­стве теплоизоляционных материалов применяют асбест, легковесные огнеупо­ры (пеношамот), теплоизоляционный кирпич, шлаковую вату, засыпку и т.д.

Асбест – огнестойкий материал, имеющий низкую теплопроводность. Асбестовые материалы выдерживают температуры до 500°С, при более высо­ких температурах они начинают обугливаться. Асбест применяют в термиче­ских цехах для различных целей, например изолируют отверстия и тонкие сечения при закалке изделий во избежание образования закалочных трещин, для низкотемпературной теплоизоляции.

Пеношамот – легковесный огнеупор, но с более низкой прочностью и низкой теплопроводностью, чем обычный шамот. Теплопроводность пеношамота в 4 раза меньше теплопроводности шамота, а огнеупорность одинакова. Пеношамот применяют для средне- и высокотемпературной изоляции печей.

Шлаковую вату изготовляют из шлаков доменных печей, рабо­тающих на древесном угле, в виде волокон, листов, плит и применяют для теп­лоизоляции нагревательных печей. Максимальная рабочая температура до 700°С.

Диатомитовые порошки являются хорошим теплоизоляцион­ным материалом, их используют для засыпки соответствующих полостей печи. Максимальная рабочая температура диатомитовых порошков 900°С.

В качестве огнеупорных и теплоизоляционных материалов также приме­няют огнеупорные обмазки, огнеупорные бетоны и др.