При современной обработке различных материалов большое внимание уделяется именно использованию высоких температур. Благодаря этому производится закалка, сушка, спекание и многие другие процессы, которые положительно сказываются на качестве готовых металлических изделий и элементов, изготовлены из некоторых других материалов. Как правило, обработка такого типа выполняется не в обычных печах, а в вакуумных печах для обработки металлов. Этот метод является наиболее эффективным, так как он не приводит к окислению или деформации поверхностей готовых изделий.
Содержание:
- Конструктивные особенности
- Индукционная
- Термическая печь
- Вакуумно-дуговые
- Вакуумно-водородная печь
- Печи с выдвижным подом
- Преимущества и недостатки вакуумных печей
- Печи для крупносерийного производства
Конструктивные особенности
Конструкция печи может быть роторного и классического типа. Второй тип используется для создания высокотемпературной среды при условии глубокого вакуума. Температурный режим внутри рабочей камеры классической печи может доходить до 2500 0С.
В роторных моделях основной механизм в таких моделях устанавливается непосредственно внутри рабочей камеры нагрева. Это высокопроизводительные модели, которые считаются наиболее безопасными и долговечными.
Конструктивные особенности
По способу нагрева выделяют реторные, муфтельные и трубчатые печи. По типу загрузки сооружения могут быть:
- Камерными. В этом случае загрузка печи осуществляется с боковой стороны;
- Шахтовыми – верхняя загрузка;
- Элеваторными. Это печи сопротивления;
- Колпаковыми. Загрузка осуществляется снизу в автоматическом режиме.
Принцип действия вакуумной печи основан на термической обработке в условиях вакуума. В специальную камеру загружается заготовка, которая сразу герметично закрывается и в дело вступает вакуумное оборудование. После нагрева до нужного предела заготовку извлекают из печи и запускают обработку следующей детали.
По своему устройству вакуумные печи могут отличаться в зависимости от типа нагрева. Он бывает прямым или косвенным. Считаются, что самые лучшие печи прямого типа. Они отличаются более высокой теплоотдачей, так как в процессе работы оборудования на материал оказывается прямое воздействие, а не дистанционное. Однако при нагреве этого типа материал может больше пострадать от непосредственного воздействия высоких температур. Также существует еще несколько разновидностей вакуумных печей.
Индукционная
В таких печах самым важным элементом является тигель наклонного типа. Именно он отвечает за переплавку и обработку материалов, размещенных в рабочей камере. Индукционные печи вакуумного действия являются высоконадежными и производительными. Однако стоимость таких моделей значительно выше, поэтому их обычно используют при необходимости обработки сложных материалов.
Индукционная
Термическая печь
Этот вид плавильной печи отличается тем, что в конструкции есть специальная термическая пушка направленного действия. Такие модели больше всего подходят для создания сплавов и слитков высокой очистки.
Также к этой категории иногда относят вакуумные печи сопротивления. В них выполняется нагрев, спекание, пайка и отжиг материала. Дополнительно модели этого типа используются для химико-технологических производственных процессов.
Термическая печь
Стоимость печей для термообработки зависит от того, какие задачи должны выполняться на производстве. Существуют простейшие базовые модели таких установок и более дорогие варианты, в которых базовые модели дополняются другими узлами для расширения функционала агрегата.
Вакуумно-дуговые
Вакуумно-дуговые печи сегодня применяются как в ракетостроении, так и для выполнения относительно более простых производственных задач. Они незаменимы при необходимости обработки металлов сверхчистого металла, который обладает повышенными характеристиками и дополнительными механическими параметрами. Это становится возможным отчасти потому, что дуговые печи способны разогреваться до 2000 0С, что является достаточным даже для того, чтобы жидкий металл начал процесс кристаллизации.
Вакуумно-дуговые печи успешно используют для спекания, цементации, плавления и других процессов. Оборудование бывает трех типов. Дуговые печи прямого нагрева отличаются тем, что электрическая дуга (именно поэтому они так и называются) устанавливается между электродами. Также бывают модели, оснащенные закрытой дугой и косвенного нагрева.
Вакуумно-дуговые
Вакуумно-водородная печь
Закалка в вакуумных печах этого типа происходит за счет водорода. Считается, что такая рабочая среда способна обеспечивать высшее качество обработки металлов. В некоторых ситуациях, чтобы добиться схожего действия, водород заменяют на диссоциированный аммиак. В итоге создаются печи, которые способны работать непрерывно, что является огромным плюсом для массового производства, на котором выполняется термообработка. Водородная печь является лучшим выбором для предприятия, на котором выполняется плавка металла или обжиг керамических изделий.
Если производство частично автоматизировано, то стоит отдать предпочтение водородной толкательной печи ПТВ 6. Она позволяет осуществлять загрузку в полуавтоматическом режиме. Также в установке присутствует полностью автоматизированный толкатель, который продвигает заготовки к месту выгрузки. Печи такого типа бывают камерными или колпаковыми. Несмотря на возможные отличия конструкции, все водородные печи должны отвечать общим техническим требованиям.
Вакуумно-водородная печь
Печи с выдвижным подом
Это еще одна разновидность промышленных вакуумных печей, которая преимущественно используется при необходимости термической обработки крупных элементов и массивных деталей сложной формы.
Для выгрузки, а также загрузки заготовки в печь используется специальный кран или кран-балка.
Печи с выдвижным подом
Однако без необходимости использовать печи этого типа не рекомендуется, так как они отличаются довольно серьезными теплопотерями и слишком большими габаритами, за счет чего использовать их просто неудобно. Как правило, печи, оснащенные выдвижным подом, применяются при отжиге сварных элементов, а также в процессе аустенитизации. Иногда их используют при необходимости нагрева заготовок с последующей ковкой. В такой ситуации для выгрузки и загрузки заготовок используются не громоздкие и неповоротливые краны, а более чувствительные манипуляторы и даже роботы. Нагрев рабочего пространства осуществляется за счет газа или электроэнергии. Перепады температурных режимов обязательно должны быть равномерными, поэтому при работе агрегатов с выдвижным подом используются специальные вентиляторы, изготовленные из сплавов повышенной жаростойкости.
Печи для крупносерийного производства
Это специализированные агрегаты, которые применяются на линиях при изготовлении автомобилей, тракторов и прочих агрегатов. Печи этого типа аналогичную конструкцию и принцип работы, как и камерные установки. При этом рабочие камеры могут быть встроены в одну линию или из камер создается отдельный технический цикл замкнутого типа.
Основные детали и узлы установки расположены на специальных поддонах. Они начинают двигаться, как только включается конвейерный привод. При этом поддоны движутся с постоянным заданным скоростным режимом при циклическом темпе толкания. Агрегаты этого типа бывают 2 или 3 рядов, отличаются по длине нагревательной, а также отпускной камеры.
Печи для крупносерийного производства
Преимущества и недостатки вакуумных печей
Главным плюсом установок этого типа является то, что в процессе работы не происходит окисления, а также процесса обезуглероживания. Кроме этого, вакуумные печи можно назвать универсальными агрегатами, так как их успешно применяют при серийном или штучном производстве. При этом процесс термической и химической обработки происходит намного быстрее. При работе таких установок не происходит нагрева корпуса, отмечается низкий уровень потребления энергии. Также печи вакуумного типа просты в ремонте и не требуют специализированного обслуживания.
Главным недостатком установок является их высокая стоимость. Кроме этого, типовые агрегаты часто требуют наличия дополнительных периферийных устройств. Например, печь должна быть оснащена вакуумным насосом, системой охлаждения и другими модулями. Это также сказывается на стоимости готовой установки. Тем не менее, все затраты на вакуумное оборудование достаточно быстро окупаются за счет надежности и высокой производительности таких печей.