Piec próżniowy: przeznaczenie, specyfikacje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Technologiczne procesy produkcji i obróbki różnych materiałów często obejmują etap narażenia termicznego. W ten sposób wykonuje się hartowanie, suszenie w wysokich temperaturach, lutowanie i inne zabiegi. Nie zawsze jest możliwe wdrożenie takich działań w konwencjonalnych piecach, nawet do celów przemysłowych. Ograniczenia mogą wiązać się z niedopuszczalnością kontaktu z powietrzem. Dlatego do rozwiązywania takich problemów stosuje się piec próżniowy, którego obróbka eliminuje również procesy nadmiernego odkształcania i wypaczania detali.

Przeznaczenie i zakres pieców próżniowych

Operacje termicznego prażenia próżniowego są stosowane w budowie maszyn i przyrządów, w przemyśle budowlanym, w różnych gałęziach przemysłu itp. Na przykład przy budowie przyrządów, przy użyciu takiego urządzenia, odbywa się operacja elementów odgazowujących, które później stają się elementami różnych urządzeń. W ramach tego samego kierunku piec próżniowy umożliwia wysokiej jakości lutowanie i końcowe uszczelnianie poszczególnych sekcji na płytkach obwodów elektrycznych.

Operacja spiekania jest również szeroko rozpowszechniona. Z jego pomocą w konstrukcji i produkcji niezbędnewykonywanie wyrobów ceramicznych, stopów twardych, proszków metali ogniotrwałych itp. Osobno warto zwrócić uwagę na przemysł metalurgiczny, który jest również zainteresowany operacjami obróbki cieplnej. Na przykład piec próżniowy umożliwia hartowanie, starzenie i odpuszczanie stopów. Takim obróbkom można poddawać różne stale, brąz i magnez.

Główne specyfikacje

Wydajność projektu pieca często staje się głównym kryterium wyboru modelu. W tym przypadku instalacje mają potencjał od 3 do 20 kW. Co więcej, wskaźnik ten w minimalnym stopniu wpływa na jakość i wydajność podczas zapewniania ekspozycji termicznej. Z reguły moc wzrasta wraz ze wzrostem objętości ładunku, która już zależy od wymiarów konstrukcji. Tak więc w standardowych tego typu modelach przemysłowych można załadować średnio od 15 do 40 kg materiału. Ale są też jednostki, które pozwalają podawać jednorazowo do 100 kg. Piec indukcyjny do topienia o charakterystyce średniej jest w stanie obsłużyć do 9000 kg w ciągu jednej zmiany. Jeśli chodzi o jakość i skuteczność uderzenia wewnątrz komory, należy bezpośrednio wziąć pod uwagę zakres temperatur. Waha się od 1800 do 2000 °C.

Proces wytapiania

Technologia w jednostkach tradycyjnych opiera się na działaniu wyładowania łukowego. Istnieje kontakt między prądem elektrycznym a mieszaniną gazów. Ponadto powstały łuk ze względu na wysokikoncentracja w próżni zapewnia zwiększony efekt cieplny. Nawet przy niskiej mocy próżniowy piec łukowy może topić kęsy stalowe.

Istnieją dwie zasady wymiany ciepła w zależności od materiału. Jest to wpływ bezpośredni i pośredni. W pierwszym przypadku łuk wytwarza energię pomiędzy elektrodą a przedmiotem obrabianym, który w tej konfiguracji odbiera maksimum ciepła. Ogrzewanie pośrednie polega na pracy z dwiema elektrodami, które działają na obiekt w pewnej odległości. Oczywiście piec próżniowy z bezpośrednim transferem ciepła jest bardziej wydajny, ale toleruje wyższy procent ujemnych współczynników obróbki cieplnej.

Odmiany piekarników

Podstawowym modelem konstrukcji pieca próżniowego jest opisana powyżej konstrukcja łuku. Za pomocą takiego sprzętu możliwa jest obsługa większości odmian złożonego stopu metali, w tym wyrobów ogniotrwałych. Inną odmianą jest piec indukcyjny do topienia z nachylonym tyglem. To w tyglu realizowany jest proces przetapiania materiału załadowanego do komory roboczej. Zasada działania indukcji jest uważana za najdroższą w utrzymaniu, dlatego jest używana rzadziej i tylko wtedy, gdy konieczna jest praca ze złożonymi metalami. Zespół wiązki elektronów należy do specjalnych typów pieców próżniowych. Takie urządzenie wytwarza na wyjściu stopy rafinowane i wlewki metalowe. Konstrukcyjnie sprzęt jest pistoletem termicznym, który za pomocą ukierunkowanychekspozycja realizuje wypalanie wiązki produktu.

Zalety i wady pieców próżniowych

W porównaniu do konwencjonalnych pieców do obróbki cieplnej, próżnia umożliwia bardzo wydajną obróbkę cieplną detali. Jednocześnie operator ma możliwość elastycznej regulacji parametrów grzania, którą zapewnia np. próżniowy piec indukcyjny z tyglem. Zaletami takich konstrukcji jest możliwość uzyskania stosunkowo czystego materiału metalowego. Oznacza to, że sama technologia eliminuje nadmierne zanieczyszczenie macierzy obcymi cząstkami - produktami do obróbki cieplnej.

Jeśli chodzi o niedociągnięcia, są one związane z niskim zasobem części tworzących strukturę. Nie chodzi nawet o wady materiału elementów składowych, ale o trudne warunki, które są wymagane do zapewnienia produktywnej obróbki cieplnej i wpływają na strukturę powierzchni roboczych. Ponadto dla kilku przedsiębiorstw dostępny jest piec próżniowy, którego średnia cena wynosi 500-700 tysięcy rubli. Jednak wysokiej jakości spiekanie i topienie jest drogie i ogranicza jego zastosowanie.

Producenci

Piece próżniowe dostarczane są wyłącznie przez duże przedsiębiorstwa współpracujące z instytutami zajmującymi się projektowaniem i rozwojem urządzeń przemysłowych. Dziś wysokiej jakości jednostki tego typu dostarczane są na rynek krajowy przez zagranicznych producentów SCHMETZ i XERION. Produkty te są zorientowane zarówno na wykonywanie typowych operacji termicznych, jak i do zadań specjalistycznych, takich jak:wyżarzanie dyfuzyjne. Moskiewski zakład urządzeń przemysłowych, który specjalizuje się w produkcji elektrycznych pieców próżniowych, oferuje również jednostki o godnych właściwościach. Za pomocą takiego sprzętu właściciel może przeprowadzić odpuszczanie metalu, spiekanie i standardowe procesy termiczne. Modele automatyczne są oferowane przez fabrykę Spetszhelezobeton, która opracowuje jednostki wysokopróżniowe z wolumetrycznymi komorami załadowczymi.

Wniosek

Przykład technologii wyżarzania próżniowego pokazuje, że nowe rozwiązania nie zawsze uzasadniają swoją eksploatację. Chociaż ta sama moskiewska fabryka urządzeń przemysłowych stara się zoptymalizować jednostki na potrzeby szerokiej gamy przedsiębiorstw konsumenckich, wysokie koszty próżniowej obróbki cieplnej dla wielu potencjalnych klientów sprawiają, że ta metoda jest niedostępna. Odmowa takich pieców wynika nie tylko z ich kosztów, ale także z braku konieczności uzyskania produktu wysokiej jakości. Jednak zaawansowane firmy działające w branżach high-tech nie mogą już obejść się bez zastosowania takiej obróbki cieplnej.