Вакуумная печь для спекания – описание, преимущества, технология проведения спекания

Вакуумная печь для спекания представляет собой агрегат для спекания при инжекционном формовании порошковых материалов. Оборудование отлично подходит для спекания заготовок из нержавеющей стали, твердых, тяжелых сверхпрочных сплавов, магнитных материалов, изделий из керамики.

Упрощению восстановления оксидов способствует низкое давление насыщенных газов. Полученное на выходе из печи изделие имеет блестящее покрытие.

Содержание:

1. Технология спекания
2. Преимущества вакуумных печей для спекания
3. Недостатки вакуумных печей для спекания
4. Горизонтальные печи для спекания
5. Использование вакуумных печей для спекания

Технология спекания

Агрегаты для спекания позволяют достичь высоких характеристик получаемого изделия. Благодаря наличию разряженной среды из обрабатываемого изделия полностью удаляются газы, поэтому плотность материала очень высокая. Среди частиц карбида равномерно распределяется жидкость, что позволяет добиться быстрой усадки изделия в процессе термической обработки. Наличие в рабочей зоне печи вакуума способствует испарению небольшого количества кобальта, поэтому конечному изделию трудно сохранить необходимый состав материала. Также в процессе термообработки происходит обезуглероживание, что отрицательно влияет на твердость материала, предел прочности на изгиб и износостойкость. Для того, чтобы сохранить первоначальный состав кобальта в цепочке процесс термической обработки необходимо проводить при высоких значениях остаточного давления.

Для того чтобы в результате спекания в конечной заготовке сохранилось нормальное содержание углерода, содержание углерода в исходной шихте должно быть от 0.2 до 0.5%. Для восстановления структуры заготовку в рабочую камеру может подаваться небольшое количество водорода. Что касается режима спекания детали под действием вакуума, то он практически ничем не отличается от режима спекания при атмосферном давлении. Разница заключается в том, что в разряженной среде спекание может проводиться при более низких температурах.

Для вакуумных печей характерен следующий цикл спекания:

Технология спекания

• Откачка воздуха;
• Подъем исходной температуры до температуры выдержки при скорости 20-30 градусов в минуту;
• Выдержка заготовки при заданной температуре спекания;
• Охлаждение.

Если сравнивать цикл спекания в вакуумной печи с циклом спекания в других печах, то он более длительный за счет времени, необходимого на откачку воздуха из рабочей зоны и времени охлаждения заготовки. Несмотря на это, вакуумные печи для спекания широко используются благодаря высоким показателям однородности конечного изделия.

Преимущества вакуумных печей для спекания

Вакуумные печи для спекания имеют ряд преимуществ по сравнению с печами другого типа:

1. Высокое качество термической обработки заготовок. Для спекания деталей в вакуумной печи используются материалы высокого качества и эффективная нагревательная система. В целом это способствует равномерному нагреву заготовки в рабочей камере. Благодаря установленному термометрическому элементу обеспечивается высокая точность измерений;
2. Установка автоматической системы безопасности. Вакуумная печь для спекания оборудована автоматической системой управления с сенсорным экраном, которая полностью контролирует рабочие параметры в соответствии с технологическим процессом. В случае аварийной и предаварийной ситуации, когда повысилась температура либо давление в рабочей камере, работа печи блокируется и срабатывает звуковая и световая сигнализация;
3. Стабильность работы вакуумной системы. Установленная в печи для спекания вакуумная система отличается высокой жесткостью, что обеспечивает минимальную утечку газа;
4. Надежная система охлаждения. Установленная в печи для спекания система циркуляции обеспечивает эффективное охлаждение заготовки. Благодаря установленным по периметру вентиляторам заготовка обдувается со всех направлений, что ускоряет процесс охлаждения.

Преимущества вакуумных печей для спекания

Недостатки вакуумных печей для спекания

Вакуумные печи для спекания имеют следующие недостатки:

1. Для изготовления печи используются дорогостоящие материалы, что влияет на стоимость самого агрегата. Рабочая камера изготавливается из дорогостоящих вольфрама и молибдена;
2. Для правильной работы технологической линии с вакуумной печью для спекания необходимо установить дополнительное оборудование – промежуточные контейнеры, сосуды для хранения газа и вакуумный насос. Это приводит к дополнительным затратам;
3. Отсутствует возможность термической обработки низкоуглеродистых и низколегированных сталей;
4. Для проведения спекания изделий из некоторых материалов их необходимо предварительно подвергнуть закалке, что увеличивает время на термическую обработку.



Недостатки вакуумных печей для спекания

Горизонтальные печи для спекания

Наибольшего распространения получили вакуумные печи для спекания горизонтального типа. В таком агрегате можно проводить не только спекание различных материалов, но и обезжиривании или выпаривание связующих элементов. Конструкция печи делает возможным использование ее для различных целей, а также сократить время нахождения в рабочей камере, снизить трудовые затраты и энергопотребление.

Вакуумная печь для спекания оснащается специальной системой, которая при проведении термической обработки собирает и улавливает возгоняемые продукты. Система охлаждения позволяет поддерживать различную температуру внутренних элементов рабочей камеры и ее стенок, что исключает появление конденсата.

Печь имеет возможность проводить термическую обработку в защитном слое изостатического давления от 15 до 60 бар. Благодаря наличию войлочного графитового экрана и графитового нагревателя в рабочей камере может быть обеспечена повышенная температура до 2200 градусов.



Горизонтальные печи для спекания

Использование вакуумных печей для спекания

Вакуумные печи для спекания широко используются во многих отраслях промышленности. С помощью данных агрегатов проводится термическая обработка керамических изделий, твердосплавных материалов и порошков тугоплавкого материала. Термообработка позволяет добиться улучшения эксплуатационных свойств заготовок. Наиболее распространены вакуумные печи для спекания в металлургии, где оборудование используется для закалки, старения, отпуска различных сплавов цветных и черных металлов. Для проведения различных исследований применяются лабораторные вакуумные печи для спекания.



Использование вакуумных печей для спекания