Вакуумная печь относится к тому типу агрегатов, которые способны выполнять большой набор промышленных задач при простоте конструкции и небольшой стоимости. Рабочая зона вакуумной промышленной печи закрыта от контакта с внешней средой, что позволяет получать на выходе изделия высокого качества, требующие теплового воздействия. Сегодня имеется большое количество вакуумных промышленных печей, предназначенных для выполнения различных производственных задач.
Содержание:
- Промышленные вакуумные печи
- Вакуумная печь – конструкция
- Вакуумная печь для цементации
- Вакуумная печь для закалки
- Вакуумная печь для отжига
- Применение вакуумных печей
Промышленные вакуумные печи
Промышленные вакуумные печи
Промышленная вакуумная печь относится к универсальному оборудованию, которое благодаря возможности проведения различного вида термической обработки получила распространение во многих сферах промышленности. В вакуумных промышленных печах осуществляются следующие операции:
- Отжиг;
- Отпуск;
- Газовая закалка;
- Карбонитрование;
- Дегазация;
- Спекание металлических порошков;
- Плазменное центрирование;
- Спекание керамики.
Промышленная вакуумная печь обладает необходимым функционалом для того, чтобы выполнять каждую из указанных выше операций. Работа промышленной вакуумной печи может проходить в среде инертных газов. В таком случае давление в рабочей зоне составляет не более 0.02 МПа. Такие печи чаще всего применяются в авиационной, атомной и электронной промышленности.
Рабочие характеристики промышленных вакуумных печей в зависимости от производства различаются. Основной показатель – мощность установки. Этот показатель может достигать 20 кВт. Мощность установки напрямую зависит от объема производства. Стандартная промышленная вакуумная печь способна за рабочую смену обработать 9000 кг материала. Стандартная загрузка печи составляет 15-50 кг, но в зависимости от производства изготавливаются печи с одновременной загрузкой до 100 кг.
Вакуумная печь – конструкция
Конструкция вакуумной печи предусматривает наличие четырех основных элементов – разгрузочного и загрузочного блоков, рабочей камеры (камеры термической обработки), дымохода и вакуумного насоса. Рабочая камера вакуумной печи представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость, изготовленной чаще всего из нержавеющей стали, что предотвращает ее коррозию и намагниченность обрабатываемого металла. Размеры рабочей камеры выбирают в зависимости от специфики производства. Они должны быть такими, чтобы удобно расположить термоисточник, в роли которого чаще всего выступает расходуемый электрод. На практике наибольшее применение получила цилиндрическая форма рабочей зоны, так как это облегчает ее чистку. Для доступа внутрь камеры имеется входной люк и смотровые окна. Рабочая камера для охлаждения оснащается водяной рубашкой.
Вакуумная печь – конструкция
В зависимости от конструкции различают вакуумные печи в реторном исполнении и в камерном исполнении. В первом случае нагреватель располагается за пределами рабочей зоны, во втором случае – внутри ее. Важный элемент любой вакуумной печи – насос. После закрытия задвижки рабочей камеры он создает внутри нее разряжения заданного значения.
Для подачи обрабатываемого материала в рабочую зону и его выпуска из нее применяется разгрузочный и загрузочный блок в виде траверса, расположенного на двух винтах. Конструкция траверсы позволяет быстро загружать и выгружать материал, исключая вибрацию и перекашивания блока.
Вакуумная печь для цементации
Принцип работы вакуумных печей для цементации заключается в создании в поверхности металла при нагреве направленной диффузии углеродных атомов. Этот процесс достигается применением в рабочей зоне вакуумной печи углеродсодержащего газа – эндогаза или метана. В зависимости от рабочей температуры и времени воздействия на заготовку с помощью цементации можно добиться упрочнения поверхностного слоя, изменения содержания в нем углерода, а также увеличить размер поверхностного слоя углерода. За счет быстрого охлаждения в вакуумной печи для цементации обрабатываемой заготовки в ее составе происходит преобразование аустенита в мартенсит. В результате образуется прочный поверхностный слой металла с мягкой сердцевиной.
Вакуумная печь для цементации
Особенности вакуумных печей для цементации:
- Наличие специальных датчиков позволяет измерять объем наполнения рабочей камеры газом и не допускать его излишка, что приводит к снижению уровня осаждения углерода;
- Благодаря снижению времени цикла цементации заготовки достигается экономическая эффективность;
- Достигаются высокие показатели однородности обрабатываемого материала, по краям отсутствует окисление;
- Отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду;
- Автоматическое управление и контроль технологического процесса цементации;
- Повторяемость рабочих параметров процесса цементации;
- Простота в обслуживании и ремонте;
- Простота в эксплуатации.
Вакуумная печь для закалки
Вакуумная печь для закалки представляет собой агрегат, позволяющий нагревать обрабатываемый материал до температуры 1150-2000 градусов. Агрегат представляет собой термостойкую емкость, в которую загружается материал и нагревается до требуемой температуры. Основной элемент вакуумных печей – насос, который создает необходимое разряжение внутри рабочей зоны. Вакуумные печи для закалки получили широкое применение в различных отраслях промышленности – приборостроении, машиностроении, металлургии, строительстве.
Вакуумная печь для закалки
Принцип действия вакуумной печи для закалки заключается в создании дугового разряда в результате контакта электрического тока с потоком газовой смеси. Это приводит к созданию концентрированной дуги в вакууме и нагреве обрабатываемой детали.
За один цикл работы агрегат имеет возможность провести закалку нескольких деталей. По принципе действия различают вакуумные печи для закалки периодического, постоянного и полунепрерывного действия.
Преимущества закалки деталей в вакууме:
- Высокая надежность и прочность материала после обработки;
- Повышение технических и качественных характеристик обрабатываемой детали;
- Сохранение целостности структуры.
Вакуумная печь для отжига
Вакуумная печь для отжига представляет собой агрегат, предназначенный для термической обработки деталей. Деталь подвергается нагреву до температуры 800 градусов, а затем медленно остывает в рабочей зоне печи. Вакуумная печь для отжига позволяет в процессе термообработки достичь лучших результатов за счет отсутствия контроля детали с воздухом. Это позволяет добиться стойкости металла, надежности и эстетичности.
Вакуумная печь для отжига
По конструкции вакуумные печи для отжига разделяют на следующие типы:
- Камерные;
- Колпаковые;
- Тоннельные.
Главный плюс вакуумной печи для отжига – равномерный разогрев детали, который происходит в течение нескольких часов. Универсальность конструкции позволяет добиться максимального эффекта нагрева заготовки. С помощью вакуумной печи имеется возможность проводить отжиг даже самых сложных материалов – медь, нержавеющая сталь, электротехническая сталь и магнитные материалы.
Корпус вакуумной печи для отжига изготавливается из металлического листа и приваренных к нему профильным трубам. Для футеровки рабочего пространства чаще всего применяется керамоволокнистый материал. Благодаря большой массе этот материал упрощает процесс нагрева заготовки. Герметичность конструкции позволяет выдерживать высокие температуры в рабочей зоне.
Применение вакуумных печей
Сегодня абсолютно все области промышленности испытывают потребность в металле высокого качества, которое достигается с помощью вакуумных печей. Чаще всего вакуумные печи применяются в металлургии, машиностроении и радиотехнической промышленности. Большинство производителей предлагают ассортимент печей компактных размеров для лабораторных целей.
Применение вакуумных печей
Применение той или иной модели вакуумной печи зависит от объемов обрабатываемых заготовок и необходимых качественных показателей после обработки.