Основное оборудование для термической обработки

Основное оборудование для термической обработки

К основному оборудованию для термической обработки относятся печи, нагревательные установки и охлаждающие устройства По источнику теплоты печи подразделяют на электрические и топливные (газовые и редко — мазутные).

Для того чтобы избежать окисления и обезуглероживания стальных деталей при нагреве, рабочее пространство современных термических печей заполняют специальными защитными газовыми средами или нагревательную камеру вакуумируют. Для повышения производительности при термической обработке мелких деталей машин и приборов применяют скоростной нагрев, т. е. загружают их в окончательно нагретую печь. Возникающие при нагреве временные тепловые напряжения не вызывают образования трещин и короблений. Однако скоростной нагрев опасен для крупных деталей (прокатных валков, валов и корпусных деталей), поэтому нагрев таких деталей производят медленно (вместе с печью) или ступенчато. Иногда быстрый нагрев производят в печах-ваннах с расплавленной солью (сверла, метчики и другие мелкие инструменты). На машиностроительных заводах для термической обработки применяют механизированные печи (рис. 5.1) и автоматизированные агрегаты.

Механизированная электропечь предназначена для закалки штампов или мелких деталей, укладываемых на поддон. Нагревательную и закалочную камеру можно заполнять защитной атмосферой, предохраняющей закаливаемые детали от окисления и обезуглероживания. С помощью цепного механизма 6 поддон с деталями по направляющим роликам перемещают в нагревательную камеру

I. После нагревания и выдержки тем же цепным механизмом поддон перемещают в закалочную камеру 2 и вместе со столиком 3 погружают в закалочную жидкость (масло или воду). После охлаждения столик поднимается пневмомеханизмом, и поддон выгружается из печи. Детали нагреваются в результате излучения электронагревателей 5 и конвективного теплообмена. Вентиляторы 4, установленные в нагревательной камере и в закалочном баке, предназначены для интенсификации теплообмена и равномерного нагрева и охлаждения деталей.

В механизированных и автоматизированных агрегатах проводят весь цикл

Рис. 5.1. Механизированная электропечь: 1 — нагревательная камера; 2 — закалочная камера; 3 — подъемный столик; 4 — вентилятор; 5 — нагреватели; 6 — цепной механизм для передвижения поддона с деталями

термической обработки деталей, например, закалку и отпуск. Такие агрегаты состоят из механизированных нагревательных печей и закалочных баков, моечных машин и транспортных устройств конвейерного типа.

Поверхностный нагрев деталей производят тогда, когда в результате поверхностной закажи требуется получить высокую твердость наружных слоев при сохранении мягкой сердцевины. Чаще всего закаливают наружный слой трущихся деталей машин.

Наиболее совершенным способом поверхностной закалки является закалка в специальных установках с нагревом токами высокой частоты-ТВЧ. Этот способ нагрева очень производителен, может быть полностью автоматизирован и позволяет получать при крупносерийном производстве стабильное высокое качество закаливаемых изделий при минимальном их короблении и окислении поверхности.

Известно, что с увеличением частоты тока возрастает скин-эффект; плотность тока в наружных слоях проводника оказывается во много раз большей, чем в сердцевине. В результате почти вся тепловая энергия выделяется в поверхностном слое и вызывает его разогрев.

Нагрев деталей ТВЧ осуществляется индуктором. Если деталь имеет небольшую длину (высоту), то вся ее поверхность может быть одновременно нагрета до температуры закалки. Если же деталь длинная (рис. 5.2), нагрев происходит последовательно путем перемещения изделия относительно индуктора с рассчитанной скоростью.

Охлаждение при закалке с нагревом ТВЧ обычно осуществляется водой, подающейся через спрейер трубку с отверстиями для разбрызгивания воды, изогнутую в кольцо и расположенную относительно детали аналогично индуктору. Нагретый в индукторе участок детали или все изделие, перемещаясь, попадает в спрейер, где и охлаждается.

Преимущество поверхностной закалки деталей, так же как и большинства способов упрочнения поверхности (химико-термиче-ской обработки, поверхностного наклепа обкатки), состоит также в том, что в поверхностных слоях деталей возникают значительные сжимающие напряжения.

Рис. 5.2. Расположение индуктора, закаливаемой цилиндрической детали и спрейера при закалке с нагревом ТВЧ: 1 — деталь; 2 — индуктор; 3 — спрейер

В последнее время для термической обработки некоторых деталей применяют источники высококонцентрированной энергии (электронные и лазерные лучи).

Использование импульсных электронных пучков и лазерных лучей для локального нагрева поверхности деталей позволяет вести поверхностную закалку рабочих кромок инструментов и сильно изнашивающихся областей жорпусных деталей. Иногда тонкий поверхностный слой доводят до оплавления и в результате быстрого охлаждения получают мелкозернистую или аморфную структуру.

При закалке с использованием источников высококонцентрированной энергии не требуются охлаждающие среды, так как локально нагретые поверхностные слои очень быстро остывают в результате отвода теплоты в холодную массу детали. В качестве источников энергии используют ускорители электронов и непрерывные газовые и импульсные лазеры.

Оборудование для термической обработки: основные виды печей

В металлургических заводах и термических цехах используется огромное количество различных видов нагревательного оборудования. Самое распространенное оборудование представлено ниже.

Шахтные печи для термообработки различных размеров. Подходят для многих процессов термообработки: для нагрева под закалку, для отжига, отпуска, цементации. Подходят для термообработки цветных сплавов, где технологией не предусмотрена высокая точность технологических параметров и скорость переноса садки из печи в закалочную среду. Шахтные печи, которые есть практически на каждом участке термообработки, это печи серии Ц, СШЦ, США. Их чаще всего устанавливают в приямки или кессоны. Печи с небольшой глубиной допускается устанавливать на пол цеха. Если высота печи, при такой установке, не позволяет производить безопасное обслуживание оборудования, то на высоте допустимой рабочей зоны устанавливается перекрытие. Шахтные печи, так же как и камерные, могут быть с электрическим нагревом и газовым. Позволяют обрабатывать изделия в абсолютно любой атмосфере: эндогаз, азот, воздух, вакуум, водород и др. Чаще всего такие печи используютя для термической обработки длинномерных стальных деталей и узлов, крупногабаритных поковок и отливок, отжига или нормализации проволоки, проката, профиля, листов. Конструктивным признаком шахтных печей является наличие реторты из коррозионостойких сплавов. На практике очень часто используют углеродистые сплавы с 18%Cr + 24%Ni + 2%Si. Содержание углерода в сплаве зависит от максимальной нагрузки на под реторты. Если обработка деталей проводится в агрессивных средах, то используют сплавы с добавками ниобия. В качестве футеровки печей используется кирпич марок КЛ или ШТЛ. Последние несколько лет, заменой кирпичной футеровки служит футеровка из минеральной ваты МКРР, МКРВ и др. Вата имеет ряд преимуществ: она более легкая, более удобна при монтаже и демонтаже, имеет более низкую теплопроводность и более высокую стоикость. При этих своих свойства, вата стоит в несколько раз дешевле кирпича. Применение ватной футоровки возможно как на шахтных печах, так и на камерных печах, на автоматизированных агрегатах, на колпаковых печах.

Камерные печи для термической обработки больше подходят для термической обработки средних и мелких деталей. Могут использоваться на любых типах производств и для любых технологий обработки. Их можно использовать как отдельно стоящие единицы оборудования, так и составе гибких автоматизированных комплексов. Такой комплекс обычно состоит из одной или нескольких нагревательных печей, совмещенного с ними закалочного бака (масло, вода, полимеры), моечной камеры, камер отпуска, которые также могут быть совмещены с водяным баком для охлаждения, с целью избежания отпускной хрупкости. Иногда, в составе таких линий используются камеры обработки холодом, для уменьшения остаточного аустенита после закалки. Автоматизированные комплексы обычно объединены одной погрузо-разгрузочной рельсовой транспортной системой.

Разновидностью камерных печей являются вакуумные печи для термообработки , которые могут использоваться для термической обработки, пайки, спекания материалов.

Вакуумную термообработку применяют для инструмента, быстрорежущих сталей, титановых сплавов, меди, тугоплавких металлов, конструкционных сталей. Основной особенностью вакуумных печей является высокая точность технологических параметров. Отклонения температуры в рабочем пространстве печи менее ±5ºС. Печи также могут использоваться в составе линий термообработки. В качестве закалочных сред применяют азот, гелий, воздух, масло. В составе вакуумных линий никогда не используется водяные закалочные баки. Это усложняет закалку низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Внутренняя поверхность печей обычно выполняется из листового молибдена, нагревательные элементы могут быть выполнены из графита, керамики, порошковых материалов. Максимально достигаемое значение вакуума в рабочей камере составляет 0,00005 мбар, максимальльное давление охлаждающей среды составляет 20 бар, максимальная температура – 1300ºС. Для охлаждения рабочей камеры во время технологических процессов используется вода. Кроме рабочей камеры, в составе оборудования должен быть вакуумный насос, рессивер с газовой средой охлаждения, установка оборотного водоохлаждения. Как правило все процессы вакуумной термической обработки имеют степень автоматизации 0,7-0,85. Из недостатков такой термообработки можно назвать обезлегирование поверхности сплавов при высокой температуре, долгая подготовка деталей (мойка, обезжиривание, сушка, иногда предварительный обжиг), высокая стоимость оборудования.

Читайте также  Чем сделать антикоррозийную обработку автомобиля самому?

Но гораздо больше вакуумная термообработка имеет преимуществ:

  • незначительные коробления изделий;
  • светлая поверхность после обработки;
  • сокращение времени цементации примерно в 2 раза;
  • высокая степень автоматизации;
  • экологичность процессов;
  • возможность совмещать нанесение покрытий, термическую и химико-термическую обработку.

Печи с выдвижным подом используются для термообработки крупногабаритных и массивных деталей и узлов. Загрузка и выгрузка обычно происходит при помощи кранов и кран-балок. К недостаткам таких печей можно отнести большие теплопотери и большие габариты за счет выдвижного пода. Печи часто используют для аустенитизации, отжига сварных конструкций. Также такие печи могут использоваться для нагрева заготовок под ковку. В этом случае загрузка и выгрузка производится при помощи манипуляторов или роботов. Нагрев рабочего пространства может быть как газовый, так и электрический. Равномерность перепада рабочих температур обеспечиваю вентиляторы из жаростойких сплавов.

Из оборудования для крупносерийных производств, можно назвать автоматизированные агрегаты для термической обработки металлов . Такие линии обычно используются на автомобильных, тракторных, агрегатных производствах. Состав оборудования не отличается от линий камерных печей. Рабочие камеры могут быть выстроены в одну линию или образовывать замкнутый технологический цикл обработки. Детали и узлы располагаются на поддонах, которые приводятся в движение конвейерным приводом. Скорость движения конвейера может быть непрерывной и измеряться в м/ч или характеризоваться циклическим темпом толкания (одно перемещение в 10 минут). Автоматизированные агрегаты могут быть однорядными и 2-х, 3-х рядными. Иметь разную длину нагревательных и отпускных камер. Степень автоматизации практически сопоставима с вакуумным оборудованием, время ручного труда также уходит только на загрузку-разгрузку приспособлений для базирования деталей в печи.

Также в термических цехах используется дополнительное оборудование, например правильные прессы. Они используются для правки проката, труб, профилей, сварных конструкций. Прессы могут быть оборудованы устройствами для контроля геометрии поверхностей правки. Процесс правки может носить динамический (ударный) характер, который часто используется для правки проката и иногда для толстостенных труб или статический характер (плавная прокачка или медленное нагружение) для правки тонкостенных труб и профилей. Процесс правки имеет короткий цикл и состоит из контроля геометрии, правки и окончательного контроля. Для снятия напряженного состояния после правки, для высокоответственных изделий, делается низкотемпературный отпуск (180-200ºС).

Важную роль в технологических процессах термической обработки, играет контроль качества. Для оперативного контроля в цехах, используются стационарные твердомеры Роквелл и Бринелль. Измерения проводятся непосредственно на деталях или контрольных образцах. Для крупногабаритных изделий используются портативные твердомеры с прямым методом измерения и приборы для косвенного измерения механических свойств. Такие приборы могут измерять какую-либо физическую величину, которая напрямую зависит от твердости, прочности, пластичности или вязкости. На производстве часто используют коэрцитиметры. Контроль химико-термической обработки производят как по твердости, так и по глубине слоя на образцах-свидетелях при помощи портативного микроскопа, с нанесенной на объектив линейкой. В промышленности часто используются и другие типы основного оборудования, например установки закалки деталей токами высокой частоты, плазменной и лазерной закалки.

Используются специализированные установки для единичного производства определенных деталей. Например существуют специализированные линии для изготовления рессор автомобилей. Это автоматизированная линия, которая осуществляет индукционный нагрев заготовки для рессоры, гибку и охлаждение в воде или прессе. Есть специализированная линия для термообработки пружин сцепления автомобилей, где закалка и отпуск осуществляются в специальных прессах. Часто термическое оборудование выстроено в одну технологическую цепочку с оборудованием для сварки, механической обработки или высадки. Таким примером могут служить линии для высадки и термической обработки заклепок и болтов. В этой линии несколько станков для высадки головки совмещены одним конвейером с агрегатом для закалки и отпуска деталей.

Таким образом, в цехах термообработки используется просто огромное количество основного и вспомогательного оборудования, основная цель использования которого — обеспечение требуемых свойств металлических изделий.

Оборудование для термической обработки металлов, виды термообработки. Вакуумные печи для термообработки

Термическая обработка применяется не только при производстве металлов и сплавов, но в процессе изготовления металлических деталей. Термообработка позволяет металлу приобрести необходимые свойства путем изменения его структуры в процессе нагрева.

Оборудование для термической обработки металлов

Разновидностей оборудования для термической обработки очень много. Большое значение для выбора устройства имеет вид термообработки, которые отличаются друг от друга методом воздействия на металл и полученными в результате процесса свойствами.

Существуют такие виды термической обработки:

  1. Термомеханическая.
  2. Химико-термическая.
  3. Термическая.

Термомеханическая обработка подразумевает совмещение двух операций одновременно: механическое воздействие на металл и его нагрев. Для нагрева деталей в процессе металлообработки применяется узкоспециализированное оборудование. Примером такого устройства служит установка для изготовления рессор, в которой происходит индукционный нагрев, гибка и охлаждение готового изделия.

Химико-термический метод воздействия сочетает нагрев металла с добавлением в его поверхностный слой разных химических элементов. Такая обработка значительно улучшает поверхностную структуру и характеристики прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, но требует очень высоких температур и длительного их воздействия.

В зависимости от вещества, которым насыщают поверхность металла различают следующие виды химико-термической обработки:

  • цементация или нитроцементация;
  • азотирование;
  • цианирование;
  • хромирование;
  • алитирование и т.д.

Термическая обработка изменяет механические свойства металла путем влияния теплового излучения различной интенсивности с разным временем выдержки и способом охлаждения.

Основные виды оборудования для термической обработки:

  • вакуумные печи;
  • вакуумные камеры;
  • литейные печи;
  • установки сварки, пайки, резки;
  • комплексные нагревательные установки;
  • автоматические линии непрерывного производства и прочее.

Наиболее распространенным видом оборудования для термообработки являются вакуумные печи. Они применяются в производственном процессе практически всех предприятий и могут использоваться не только для обработки металлов, но и других материалов (чугуна, керамики и т.д.). Без камерной вакуумной печи не обойдется ни одна лаборатория.

По принципу действия вакуумные печи бывают:

  • непрерывными;
  • периодического действия.

Печи периодического действия используются на небольших предприятиях или в лабораториях. В основном они имеют камерные или шахтные конструкции.

По способу нагрева печи различаются:

  • пламенные печи;
  • электрические печи.

Последние больше распространены в производстве благодаря возможности точно регулировать режим нагрева.

Пламенные печи в качестве источника тепла используют газообразное, жидкое или твердое топливо. В целях экономии чаще всего применяют продукты переработки.

Электрические по способу нагрева делятся на печи сопротивления и индукционные печи. Индукционный нагрев подразумевает использование токов высокой частоты.

Оборудование для термообработки металлов включает в себя:

  • нагревательные элементы или узлы;
  • приборы, регулирующие параметры нагрева;
  • измерительные устройства.

Регулируют режим нагрева металла специальные приборы – пирометры. Они состоят из термопар и гальванометра с градуировкой.

Охлаждение металла после нагрева также является частью процесса термообработки и имеет большое значение для приобретения сплавом специальных свойств. Важна не только температура, но и скорость остывания. Чаще всего для этого используются ванны с водой, маслом или другими жидкостями. Существуют специальные виды печей, в которых охлаждающая ванна встроена в общую конструкцию.

Оборудование для термической обработки стали

Для получения хороших механических свойств, сталь после разливки подвергается различным видам термообработки.

Основными видами термообработки стали являются:

  • закалка;
  • отжиг;
  • отпуск;
  • нормализация.

Нередко для создания необходимой структуры стали проводиться не одна, а несколько видов термических обработок. Поэтому существуют комплексные агрегаты, способные выполнять несколько операций термической и химико-термической обработки.

Читайте также  Какая термическая обработка требуется после поверхностной закалки?

Оборудование для термообработки деталей подразделяется на несколько типов:

  1. Основное.
  2. Вспомогательное.
  3. Дополнительное.

Основное – это оборудование, в котором проводиться процесс нагрева, выдержки, охлаждения. К нему относятся печи, нагревательные устройства, закалочные ванны, охлаждающие приборы.

Вспомогательное оборудование служит для создания необходимых условий для термообработки, например, устройства для получения защитной атмосферы или низкого давления.

Дополнительное оборудование не участвует непосредственно в процессе нагрева детали, но требуется для завершения различных технологических процессов. К ним относятся травильные ванны, моечные установки, машины гибки и т.д.

В больших промышленных масштабах термическое оборудование устанавливается последовательно по технологическим процессам и образует целые агрегаты для термообработки.

Промежуточные процессы передачи, транспортировки, измерения и прочее выполняют автоматизированные и механизированные системы.

Для нагрева крупногабаритных деталей используются печи с выдвижным подом, которые позволяют производить погрузку и выгрузку с помощью грузоподъемных приспособлений. Длинные заготовки нагреваются в шахтных или колпаковых печах. Конвейерные установки служат для непрерывного производства и постоянной тепловой обработке деталей.

Разнообразие печей для термообработки просто огромное. Они могут быть различными по объему, режиму нагрева, конструкции, назначению. Могут работать при атмосферном давлении, в вакууме или в атмосфере защитных газов. Поэтому выбор оборудования рекомендуется проводить учитывая все необходимые условия.

Купить оборудование для термической обработки

Прежде чем купить оборудование для термообработки необходимо проконсультироваться со специалистами заводов-изготовителей или их представителями. Они смогут учесть все нюансы по техническим характеристикам оборудования, требуемым параметрам и условиям работы.

Большое значение на выбор оборудования имеет вид обрабатываемых деталей, их размеры, состав и применяемые тепловые режимы. Важно учитывать и объемы производства.

Основными производителями оборудования для термообработки являются:

  • REALISTIC (Чехия);
  • MAHLER (Германия);
  • SCHMETZ(Германия);
  • BMI (Франция);
  • СEIA (Италия);
  • IVA (Германия);
  • REMIX (Польша);
  • Накал (Россия).

Многие компании имеют узкоспециализированные направления, например, производят только электрические или только камерные печи. Официальные представители производителей находятся во многих регионах страны.

Качество обрабатываемых изделий напрямую зависит от стабильной и качественной работы оборудования, поэтому к его выбору необходимо подходить очень ответственно.

Оборудование для термической обработки металлов – особенности и разновидности данного оборудования

Термическое оборудование и термические установки широко используются в металлургии. С помощью данного оборудования можно получать различные металлические сплавы, закалять готовые изделия. После термической обработки металл приобретает защиту от некоторых внешних воздействий.

Основные преимущества термической обработки металла

С помощью оборудования для термообработки можно проводить следующие операции:

  1. Нормализацию металлов;
  2. Отжиг;
  3. Закалку;
  4. Отпуск;
  5. Криогенную обработку.

Все термические агрегаты можно разделить на основные и вспомогательные установки. Установки основного типа предназначены для непосредственной обработки металлов. К таким установкам относятся закалочные печи различных типов, и прочие подобные системы. К вспомогательным агрегатам относятся различные пресса и моечные машины. Металлы после термообработки приобретают ряд следующих качеств:

  1. Значительно повышается прочность металлов и сплавов различного типа;
  2. Сокращается количество бракованных деталей в процессе дальнейшей обработки;
  3. Металлическая масса приобретает однородность.

Все термические агрегаты отличаются друг от друга, как модификациями, так и мощностью.

Сферы применения термического оборудования

Термическое оборудование популярно не только в металлургической сфере. Популярны данные установки и в смежной области – машиностроении. С помощью оборудования для термообработки появляется возможность изготавливать износостойкие и прочные узлы для транспортных средств. Кроме того, термообработка помогает готовым деталям лучше сопротивляться коррозии.

Оборудование для термической обработки часто используется в оборонной промышленности. Именно благодаря термообработке удаётся достичь высокой прочности оружейных и орудийных стволов. Термическое оборудование часто используется в горнодобывающей и химической области. С помощью данных установок проводят различные испытания.

Разновидности оборудования, используемого для термообработки

Термические установки представляют собой комплексные системы, которые состоят из следующих агрегатов:

  1. Плавильных печей;
  2. Нагревательных печей;
  3. Закалочного оборудования.

Контроль за работой таких комплексов осуществляется за счёт различных датчиков, манометров и прочих приборов. Данные фиксируются и передаются электронному контроллеру, который выводит их на экран, и самостоятельно корректирует.

Печи для термообработки являются самыми основными агрегатами в данной сфере. Печи могут работать как на электричестве, так и на жидком, газообразном или твёрдом топливе. Процессы термообработки могут проходить в газовой, воздушной или защитной среде. Иногда на производстве можно встретить специфические печи-ванны, в которых производится закалка металлов в масле или соляном растворе.

Среди печей главным производственным агрегатом для термообработки металлов является печь непрерывного действия. Такие агрегаты могут использоваться как в серийном, так и в масштабном производстве. Оборудование, предназначенное для термической резки, тоже относится к одной из категорий термического оборудования. Резка металла может быть газовой или кислородной. В процессе работ металл режется за счёт его проплавления.

В термических цехах ключевыми агрегатами являются промышленные печи. Они могут быть теплогенераторами или теплообменниками. Теплогенераторы образуют тепловую энергию непосредственно внутри обрабатываемых материалов. В результате молекулы металла начинают воздействовать с горячими воздушными массами, и происходит химическая реакция.

Устройства, которые относятся к категории теплообменников, вырабатывают тепло за счёт электроэнергии. В качестве примера можно назвать такие агрегаты, как дуговые и индукционные печи. По способу получения тепла термические установки можно разделить на следующие типы:

  1. Оптические;
  2. Экзотермические;
  3. Электротермические;
  4. Смешанные.

Самыми популярными печами являются электротермические агрегаты. К ним относятся дуговые печи, печи сопротивления, электроннолучевые и индукционные агрегаты. Экзотермические печи являются вторыми по популярности установками. В качестве источника тепла для данного оборудования выступает топлива или материал, который подвергается обработке.

Бывают такие устройства, где тепло вырабатывается сразу двумя способами. Это высокотемпературные промышленные печи, которые способны нагреваться до 3000 градусов Цельсия. Футеровка в таких печах должна быть выполнена особенно качественно, так как она должна выдерживать высокую температуру.

Виды термических печей и их конструкция

Промышленные печи, которые используются для термической обработки, бывают следующего типа:

  1. Туннельные модели. Это длинные установки, материал в которые чаще всего попадает на специальных вагонетках. Как правило, печи данного типа используются для обжига кирпича и других строительных материалов;
  2. Шахтные печи представляют собой агрегаты прямоугольной или круглой формы. В качестве примера шахтных печей можно назвать доменные печи и вагранки;
  3. Камерные печи представляют собой агрегаты с рабочей камерой. Особенностью данного оборудования является возможность работать при максимально высоких температурах;
  4. Вращающиеся установки барабанного типа. Данные конструкции имеют вытянутую форму.

Все термические печи для термообработки, независимо от своего типа, состоят из следующих узлов:

  1. Рабочей камеры, которая делается из прочного материала;
  2. Теплоотборника;
  3. Теплового генератора;
  4. Системы отводных труб, которые выводят продукты горения;
  5. Различных приводов, горелок и прочих устройств, необходимых для функционирования печей для термообработки.

Купить термическое оборудование различного типа можно в Москве. Наша компания предлагает вашему вниманию широкий спектр термического оборудования для различных нужд. Наши квалифицированные специалисты подберут вам оборудование, основываясь на особенностях вашего производства.

Оборудование для термической обработки металлов

Фактически на любых металлургических заводах и в термических цехах с преуспеванием используется масса видов оснащения, что применяют разогревательные компоненты для обрабатывания различных веществ. Для того чтобы было более понятно о существующих приборах для термического обрабатывания, далее презентованы более известные типы предоставленной техники.

Оборудование для термической обработки

В зависимости от конструктивных специфик и определенной сферы использования, имеется ряд типовых печей, с целью термообработки сплавов:

  1. Шахтная печка. Есть немало различных печей предоставленной модификации, что могут являться как не очень больших, таким образом и огромных объемов. С их поддержкой совершают такие типы теплового влияния как: нагревание для формации, металлообработка, отпуск, цементовка. В основной массе ситуации в подобных печах совершается переработка цветного металла, методика работы с которым не требует высокой точности окончательных характеристик и быстроты транспортировки садки с рабочей камеры в камеру для формации, что не требует учитывания наименьшего срока. Из-за специфик рабочего пространства, шахтную печь следует устанавливать в приямок или кессоны. Только лишь при обстоятельстве, что углубленность шахты незначительная, ее разрешается устанавливать на бетонированном полу или подиуме. Однако имеется одна особенность: в случае если верхняя степень загрузочного отсека печи не дает возможность безопасно работать с аппаратом оператору, то безоговорочно ставится свод в области трудовых манипуляций. Что касаемо источника тепла, который обеспечивает печь необходимой температурой, то могут применяться как электрические нагреватели, таким образом и газовые горелки. Вследствие особой установки в середине печи разрешается подвергать обработке вещества в условиях воздуха, водорода, азота, эндогаза и т.д. Из числа многих разновидностей элементов, что можно подвергать обработке в шахтных печах, преимущественнее всего длинномерные конструкции и компоненты, крупногабаритные отливы и поковки, отпуск или стандартизация проволоки, трубопрокатка, профилировка, листообразование. В систему шахтной печи обязательно должна входить реторта из металлических сплавов, владеющих высокой коррозийной стойкостью. Более известной текстурой сплава представляется углеродсодержащая смесь 18%Cr + 24%Ni + 2%Si. Величина вхождения углерода в сырье реторты находится в зависимости от предстоящей предельной нагрузки на этот элемент. В случае если будущее приспособление намечается эксплуатировать в обстоятельствах агрессивных газов, то в предоставленный сплав непременно подливается ниобий. С целью обеспеченья теплоемкостей и минимизации нагрева наружных стен печи, используют футеровку с огнеупорного кирпича марок КЛ или ШТЛ. Сегодняшнее оснащение допускается, кроме того, компоновать футеровкой с минеральной ваты, что располагает больше положительными сторонами, в отличие от кирпичной футеровки: ее масса значительно меньше, установка и демонтирование более легкие, имеет пониженную теплопроводимость и высокую стойкость. Вата представляется многоцелевым материалом, и способна применяться в свойстве футеровки для многих видов термических печей, учитывая еще и то, что первоначальная стоимость подобного материала значительно ниже огнеупорного кирпича.
Читайте также  Самодельные станки для обработки металла

  1. Камерная печь. Основными элементами, которые производятся и обрабатываются в данных видах печей являются детали маленьких и средних размеров. Характеристики этого оборудования не ограничивают его использование на любом предприятии и для всех видов термической обработки. Что особо интересно, так это возможность установки камерной печи в виде самостоятельного агрегата, а также как дополнительное оборудование какого-нибудь автоматизированного комплекса. Для примера можно рассмотреть стандартный комплекс для нескольких процедур обработки в автоматическом режиме: в системе устанавливается одна либо несколько термических печей, закалочный бак с жидкостью, моечная камера, отсек для отпуска деталей, водяной бак охлаждения. Для того, чтобы возделываемый материал смог самостоятельно переходить от одного процесса к другому, устанавливают либо рельсовые транспортеры с поддонами или тележками, либо ленточные механизмы, а для погрузки и выгрузки элементов применяется единая транспортная система.
  2. Вакуумная термическая печь. Основными процессами, которыми может заниматься данная установка являются: термообработка, пайка, спекание, обжиг. В такой камере чаще всего производят обработку строительных инструментов, быстрорежущей стали, титанового сплава, меди, тугоплавкого металла и конструкционной стали. Если в предыдущих вариантах термических установок нельзя добиться точной конфигурации готового сплава, то вакуумная печь способна достичь необходимых параметров. Это достигается еще и потому, что максимальное отклонение рабочей температуры составляет не более 5 градусов. Если вакуумная термическая камера не установлена как самостоятельный объект, то при монтировании в производственную линию она может служить в качестве камеры с содержанием закалочной среды типа азота, гелия, воздуха либо масла. Что характерно, так это отсутствие необходимости в установке для таких систем водяных охладительных баков, так как в условиях вакуума температура для получения того или иного результата гораздо ниже, чем, к примеру, в шахтных печах. Если рассматривать вакуумную камеру изнутри, то их стенки в большинстве случаев изготавливаются из листового молибдена, а нагревательные элементы состоят из графита, керамики либо порошковых материалов. Максимальный уровень вакуума, который может создать подобная камера составляет до 0,00005 мбар. Что касается рабочей температуры, то она не имеет значение выше 1300 градусов, а степень давления охладительной среды не более 20 бар. Для того, чтобы вакуумная камера могла полноценно обеспечивать необходимые процессы, ее оснащение должно компоноваться вакуумным насосом, ресивером с охлаждением через газовую среду, установкой для закольцованного водяного охлаждения. Существует достаточно большое количество недостатков такого вида термической обработки, которые выражены в следующих нюансах: повышенное лигирование поверхности обрабатываемого материала при высоком режиме температуры; уходит много времени на подготовительный процесс (обрабатываемую деталь нужно помыть, обезжирить, высушить либо произвести предварительный обжиг); цена на такое оборудование достаточно высока. Несмотря на такое количество минусов, имеющиеся достоинства с лихвой их перекрывают: практически полное отсутствие деформации возделываемого материала, поверхность деталей не темнеет, при проведении цементации время для полного цикла сокращается почти в два раза, термический процесс можно полностью автоматизировать, высокая степень экологичности, можно осуществлять нанесение тонких покрытий, а также проводить обработку термическим и химико-термическим способом.
  3. Для предприятий, которые осуществляют производство крупногабаритных и массивных элементов предусмотрена система выдвижного пода для загрузки материала внутрь печи. В качестве транспортировочных механизмов используются кран-балки либо кары со стрелой. Но из-за того, что данный механизм провоцирует большие потери тепла и увеличивает размеры самого устройства, выдвижной под используется только если его применение рационально. Наиболее распространенные процессы для данной конструкции это отжиг сварных деталей, разогрев заготовок для ковки, а также проведение этапа аустенитизации. Элементы печи с выдвижным подом не отличаются от предыдущих видов шахтных либо камерных печей. Чтобы минимизировать неравномерный прогрев на конструкцию устанавливаются специальные вентиляторы, лопасти которых изготавливаются из термостойкой стали.

В случае с серийным производством, например, при изготовлении автомобильных частей, тракторных деталей и вспомогательных агрегатов, в большинстве случаев используются вакуумные печи, так как подобная технология обуславливает применение автоматизированных линейных систем, узлы которых выстроены либо в одну линию, либо образуют замкнутый цикл технологической обработки. Передвижение между разными этапами процесса осуществляется с помощью конвейерного привада, движение которого выполняется непрерывно или имеет циклический характер, определяемый конкретным отрезком времени. Нередко на таких производствах устанавливается двух либо даже трехрядный конвейер, чтобы обеспечить полноценный цикл требуемых действий. В итоге получается, что ручной труд необходим лишь при загрузке и выгрузке обрабатываемых элементов, а все остальные манипуляции производственная линия выполняет самостоятельно.

Дополнительные механизмы для обеспечения печей термической обработки

Некоторые виды производств осуществляют выпуск прокатной продукции. К ней относятся профиля, трубы, сварные конструкции и прочее. Чтобы придать необходимую форму перед или до попадания детали в термическую печь используются специальные температурные прессы для правки поверхностей. Существуют ударные устройства динамического действия и статические агрегаты. Первый вариант предполагает создание нужной геометрии с помощью импульсных ударов поверхностью пресса для труб с толстыми стенами либо проката. Статические прессы делают плавную и медленную правку тонкостенных труб и профилей разной формы. Сама по себе процедура правки занимает мало времени и включает в себя этап контроля геометрии, саму правку и окончательный контроль качества. Когда на таком устройстве обрабатываются высоко ответственные изделия, применяется индивидуальный низкотемпературный отпуск для снятия напряжения металла, проводящийся при температуре около 200 градусов.

После того, как изделие прошло термическую обработку, его необходимо обязательно протестировать на наличие требуемого качества. Для этих целей применяется стационарный твердомер, который обеспечивает оперативный контроль непосредственно на месте производства. В случае если обрабатываемый предмет имеет большие габариты не позволяющие снять показания стандартным прибором, возможно использование портативных твердомеров, которые разнятся прямым методом замера и косвенным вариантом считывания механических свойств. На некоторых производствах нередко эксплуатируются коэрцитиметры, основным предназначением которых является контролирование химико-термической твердости, глубины образовавшегося слоя и прочих параметров на образцовых деталях. Параллельно с данным прибором могут использоваться портативные микроскопы с размерной сеткой, нанесенный на объектив.