Для термообработки на промышленных объектах часто применяется вакуумная печь. Она позволяет проводить закалку, пайку, спекание, отпуск изделий из металла, а также термическую обработку изделий из керамики и стекла. Сегодня вакуумную печь для термической обработки можно встретить в автомобилестроении, металлургии, космической и авиационной промышленности, медицине, в исследовательских лабораториях.
Содержание
- Типы вакуумных печей для термообработки
- Принцип работы
- Вакуумная печь для термообработки металлов
- Вакуумная печь для азотирования
- Вакуумная печь для спекания
Типы вакуумных печей для термообработки
Термическая обработка заготовок является одним из самых распространенных типов воздействия. Поэтому практически в каждой отрасли промышленности встречаются вакуумные печи для термической обработки. Высокие качественные показатели изделия после обработки достигаются благодаря отсутствию связи детали с воздухом, так как операция проходит в условиях разряжения. Излишняя деформация после обработки не образуется.
В зависимости от той операции, которую выполняют вакуумные печи их разделяют на печи для закалки, отжига, пайки, отпуска, азотирования, спекания. Существует универсальный тип вакуумных печей для термообработки, которые позволяют выполнять ряд операций. Отдельный вид вакуумной печи – лабораторная. В них при небольших габаритных размерах достигаются высокие температурные показатели. В зависимости от типа нагревателя и способу нагрева выделяют муфельные, трубчатые и реторные вакуумные печи для термообработки. В зависимости от температуры в рабочей камеры печи разделяют стандартные и высокотемпературные агрегаты.
В зависимости от способа загрузки материала в печь различают следующие типы оборудования:
- Шахтного типа. Загрузка обрабатываемого материала осуществляется сверху;
- Камерного типа. Загрузка обрабатываемого материала осуществляется сбоку;
- Элеваторного типа, где имеется возможность непрерывной загрузки;
- Колпакового типа. Загрузка обрабатываемого материала осуществляется в автоматическом режиме снизу.
Печи для термообработки шахтного типа
Выбор конкретного типа вакуумной печи для термообработки зависит от его рабочих характеристик – мощности, диапазона рабочих температур, габаритных размеров.
Принцип работы
Принцип работы вакуумной печи для термической обработки заключается в воздействии на обрабатываемую деталь электрического разряда в виде дуги. Во время работы электрический ток взаимодействует с газовой смесью. Высокие режимы температуры в рабочей камере печи достигаются благодаря тому, что весь технологический процесс протекает в условиях вакуума. За счет этого даже печь небольших размеров может создать в рабочей камере высокую температуру и разогреть обрабатываемую деталь за короткий промежуток времени.
В зависимости от того, каким образом разогревается обрабатываемый образец, различают прямой и косвенный принцип работы печи. Чаще всего используются печи прямого принципа работы, когда заготовка непосредственно входит в контакт с теплоносителем. Недостатком таких печей является негативное воздействие источника тепла на обрабатываемую деталь, что приводит к негативным последствиям температурного воздействия. Для отдельных материалов такое температурное воздействие требует дополнительной обработки после температурной обработки.
Принцип работы
Вакуумная печь для термообработки металлов
Среди всех разновидностей вакуумных печей именно печь для термической обработки металлов занимает ключевые позиции в промышленности. Чаще всего такой тип оборудования можно встретить в металлургии, где необходимо достичь непрерывного технологического процесса с большим количеством обрабатываемых материалов.
Заготовки в вакуумной печи для термической обработки металлов обрабатываются при температуре до 1250 градусов, которой достаточно для термической обработки большинства материалов. Для облегчения процесса загрузки образцов в печь они оснащаются вертикально направленными дверцами, которые герметично прилегают к корпусу печи, максимально снижая потери тепловой энергии.
Вакуумная печь для термообработки металлов
Важный фактор, который влияет на выбор конкретной модели вакуумной печи для термической обработки металлов – тип нагревателя. Именно от него зависят многие рабочие параметры печи. В большинстве случаев нагреватель изготавливают из проволоки, защищенной от действия высоких температур. Диаметр проволоки составляет 3 мм. Для достижения тщательного прогрева обрабатываемого элемента в рабочей камере нагреватель равномерно располагается по внутренним стенкам камеры.
Вакуумная печь для азотирования
Вакуумная печь для азотирования необходима для упрочнения верхнего слоя материала путем диффундирования на его поверхность азота. Перед началом азотирования печь прогревается и в рабочей камере происходит вакуумирование под низким давлением. После этого происходит наполнение рабочей зоны под высоким давлением аммиаком. При постепенном снижении давления аммиака происходит диффузия атомов азота в поверхностный слой материала. Время обработки зависит от величины поверхностного слоя, который необходимо упрочнить. После завершения азотирования происходит охлаждение заготовки путем подачи в рабочую зону защитного газа под высоким давлением. Для предотвращения проявления хрупкости материала процесс охлаждения проводится в ускоренном режиме.
Среди преимуществ вакуумных печей для азотирования стоит отметить простоту в эксплуатации и техническом обслуживании, высокое качество получаемого материала, низкие затраты электроэнергии и равномерный прогрев обрабатываемой заготовки.
Вакуумная печь для азотирования
Вакуумная печь для спекания
Вакуумная печь для спекания – это оборудование для термической обработки материалов под вакуумом посредством воздействия на него тока высокой частоты. Агрегат используется для температурного воздействия на заготовку и ее спекания в разряженной среде. Применяется для обработки деталей из молибдена, вольфрама, карбида, магнитных сплавов и углеродистых материалов.
Вакуумная печь для спекания может быть смонтирована в любую технологическую схему. Во время термической обработки материал практически не подвергается окислению и короблению. Благодаря наличию системы автоматики имеется возможность оперативной смены режима обработки. Вакуумная печь для спекания проста в эксплуатации и техническом обслуживании. Отдельные модели могут выполнять функции нормализации и отжига.
Вакуумная печь для спекания