Термообработка - это вид обработки металла путём воздействия на него определённой температурой для изменения внутреннего атомно-кристаллического строения и придания специальных свойств. Термообработка позволяет придать металлическим изделиям повышенную твердость и износостойкость поверхности, а также улучшить сопротивляемость внешним агрессивным воздействиям.

Виды термообработки

Закалка деталей - является основным способом термообработки для улучшения механических свойств изделия. Закалка заключается в нагреве металлической детали до определённой температуры и быстрым её охлаждением в воде, масле или другой охлаждающей среде, позволяющей обеспечить высокую скорость охлаждения металла. В процессе нагрева под закалку металл меняет свою атомно-кристаллическую структуру на более прочную, которая не существует при комнатной температуре. При достаточно быстром охлаждении эта структура не успевает распасться и остаётся существовать уже при низких температурах, придавая металлу высокие механические свойства.

Отпуск деталей после закалки - является вторичной термообработкой, которая может применяться только к деталям, прошедшим процесс закалки. Структура металла, полученная после закалки, является очень хрупкой из-за наличия механических напряжений между кристаллами металла. Для устранения этих напряжений и применяется отпуск металла. Отпуск заключается в нагреве металла до невысоких температур (порядка 200-500 градусов) и выдержке в несколько часов при этой температуре. Данная операция позволяет закаленной структуре металла частично изменить своё строение и удалить напряжения между зернами, устранив хрупкость, при этом механические свойства практически не уменьшаются. Совместная термообработка: закалка с последующим отпуском, называется улучшением, а стали, которые ей подвергают - улучшаемыми.

Отжиг деталей - вид термообработки, позволяющий придать металлу исходную структуру, снизить твердость и подготовить металл к последующей закалке на нужную твердость.

Цементация деталей - применяется для повышения механических свойств сталей с низким содержанием углерода (до 0,35 %). Детали из этих сталей часто работают в условиях ударных и вибрационных нагрузок, и низкое содержание углерода снижает их хрупкость. Однако при этом требуется обеспечить высокую твёрдость поверхности для деталей, работающих в паре. Для этого применяют цементацию поверхности. Детали помещают в ёмкости с веществами, содержащими большое количество углерода, например, древесный уголь, и нагревают там без доступа воздуха до высоких температур. Таким образом углерод переходит в поверхность детали и далее можно провести её закалку, при этом поверхность становится твёрдой, а середина детали остается мягкой и хорошо держит ударные нагрузки.

К некоторым цветным металлам также возможно применить такой вид термообработки, как старение. Старение заключается в выдержке сплава цветных металлов при повышенной температуре (порядка 150-250 градусов) в течение длительного времени (от суток и более). Данные процесс улучшает проникновение атомов металла в сплаве в соседние кристаллические решётки и способствует повышению механических свойств всего сплава.

Оборудование для термообработки

Для проведения термообработки применяется разнообразное оборудование. Различают способы термообработки объёмные и поверхностные, для которых оборудование будет разным.

Объёмную термообработку проводят путём нагрева детали целиком. Для этого хорошо подходят различные муфельные печи в том числе вакуумные. В данных печах нагревание производиться аналогично электрической плите от нагревательных элементов внутри закрытой теплоизолированной камеры. В данном оборудовании хорошо реализован контроль температуры нагреваемой детали, что позволяет полностью контролировать процесс термообработки. Также при объёмной термообработке, может применяться нагрев открытым пламенем или другие способы, позволяющие нагреть деталь целиком.

К поверхностным методам термообработки чаще всего относят воздействие токами высокой частоты (ТВЧ). В данном случае деталь помещается в специальный медный индуктор, соответствующей её форме, без контакта с ним. По индуктору пропускают переменный ток высоких частот (100 кГц и более), что вызывает разогрев неглубокого поверхностного слоя детали, причем, чем больше частота тока, тем меньше прогреваемый слой. Таким образом, можно провести закалку только поверхностного слоя детали.

Для поверхностных методов термообработки применяются индукционные нагревательные станции различных марок, которые содержат медные индукторы для работы с деталями и генераторы тока высоких частот, чаще всего ламповые. Данное оборудование является крайне дорогостоящим, высокопроизводительным и применяется при термообработке больших партий деталей.

Особенности процесса термообработки

Сама по себе термообработка не является сложным технологическим процессом. Однако большое значение имеет подбор технологических режимов, таких как:

• Температура нагрева стали под закалку

• Время выдержки в печи при закалке

• Среда охлаждения

• Знание особенностей закалки различных марок сталей

• Температура отпуска

• Время выдержки при отпуске

И другие технологические параметры, которые для различных марок сталей, чугунов и цветных сплавов могут значительно отличаться.

Также большое влияние на процесс термообработки оказывает качество и функционал имеющегося оборудования, возможность точного определения температуры нагрева и времени. Для получения качественной термообработки Ваших деталей, лучше доверить эту работу профессионалам, имеющим глубокие знания в области материаловедения и доступ к необходимому технологическому оборудованию.

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.

2.3 Выбор приспособлений для выполнения термической обработки

Наличие соответствующей оснастки для основных и промежуточных операций предварительной т.о. способствует повышению технологического процесса, повышает качество обрабатываемого инструмента, улучшает условия труда рабочих.

В качестве приспособлений используем: клещи с плоскими губками, верхонки.

2.4 Выбор вспомогательных операций

1. Предварительная промывка инструмента от солей и масла производится в моечной машине. В этой машине инструмент подвергается химическому и механическому воздействию горячего щелочного раствора. Состав приготовлен из жидкого стекла каустической соды. Общая щелочность раствора должна составлять 0,38 - 0,41 NaOH.

2. Кипячение в подсоленной воде (в кипящем 2% растворе соляной кислоты) осуществляется перед травлением для сокращением распада кислоты и времени травлением. Кипячение производится в течение 5-10 мин и имеет целью растворить соли, оставшиеся на поверхности инструмента после нагрева в солях, а также разрыхлить окалину.

3. Травление предназначается для окончательного снятия окалины, разрушения и удаление оставшейся после предварительного кипячения хлористых солей. Травление производится в растворе 2ч технической соляной кислоты Л ч воды, 0,5% присадки, и КС. Продолжительность травления 3-5 мин при 18 - 20 С (в зависимости от слоя и толщины окалины),

4. Повторная промывка применяется для полного удаления кислоты и грязи образовавшихся на заготовки при травлении осуществляется в проточной воде. Промывка сопровождается многократным встряхиванием.

5. Кипячение в 2% содовом растворе производится для полной нейтрализации кислоты в течение 10 мин

6. Пассивирование осуществляется для того, чтобы предохранить изделие от коррозии. Оно происходит в горячем водяном растворе, содержащим 25% NaN0 2 Выдержка в ванне 3 -5 мин., после такой многократной обработки изделие получается чистым и защищенным от последующей коррозии. Данные операции после отжига, в полном объеме могут не использоваться.

2.5 Выбор и обоснование требуемых операций для контроля качества термической обработки

Результатом предварительной т.о, оценивается по твердости и микроструктуре. Микроструктуру при отжиге контролируют на зернистый перлит.

Параметры контролируемые у быстрорежущих сталей после отжига: химический состав, размер заготовки в состояние поставки, микроструктура по ГОСТ 10243-75, твердость в отожженном состоянии по ГОСТ 9012-59, не ниже НВ 255, глубина обезуглероженного слоя 0,5-1 % от d.

2.6 Анализ возможных дефектов термической обработки и способы их устранения

Окисление и обезуглероживание - дефекты, которые являются результатом химической реакции, проходящие при нагреве стали между поверхностным слоем металла и кислородом. Эти процессы оказывают отрицательное влияние на конструктивную прочность изделий, приводящие к потерям металла на удар, обуславливают необходимость увеличение припусков для последующей механической обработки.

Окисление определяют непосредственным осмотром заготовки, а обезуглероживание контролем на прочность при металлографическом исследовании.

При глубине проникновения, больше чем припуск на шлифования, брак неисправный. Для предупреждения следует вести нагрев в защитной атмосфере, а при отсутствии таковой - в ящиках с чугунной стружкой, древесным углем с 5% кальцинированной соды, пережженном асбестом, белым песком и т.п. В соляные ванные для сохранения от обезуглероживания добавляют молотый фурросилицин в количестве 0,5 - 1 % от веса соли или буру, борную кислоту, желтую кровяную соль.

Контроль твердости обычно производится с помощью ЦБМ для отожженных изделий.

Нафталинистый излом - характеризуется своеобразным видом излома, что является следствием разрушения по кристаллографическими плоскостям; сопровождается значительным снижением прочностных свойств и особенно ударной вязкости, вызывается окончанием горячей классической обработки при излишне высокой температуре (выше 1180 С), если степень деформации при последующем отжиге была небольшой и если последующий отжиг выполнен недостаточно точно и не обеспечивает необходимого значения твердости (НВ 255 - 269), выполняем повторную закалку без промежуточного отжига. Устранение нафталинного излома и восстановление механических свойств можно многократным отпуском.

3. Проектирование технологического процесса упрочняющей термической обработки

3.1 Определение структуры технологического процесса термической обработки

Упрочняющая т.о. быстрорежущей сталь специфична. Она заключается высокотемпературном нагреве под закалку и последующем трехкратным температурный отпуск, по 1 часу каждый. Температура закалки - 1280 - 1290 С, а температура 580 -600 С.

3.2 Проектирование отдельных операций термической обработки

Закалка - процесс термической обработки, обуславливающий получение неравновесных структур превращения или распада аустенита при резком его переохлаждении со скоростью выше критической. Конечный результат процесса закалки зависит от скорости охлаждения и температуры конца мартенситного превращения. Чем выше температура нагрева, тем выше легированность твердого раствора за счет растворение вторичных карбидов, а следовательно, выше теплостойкость и вторичная твердость. НО с другой стороны, интенсивность растворения большого карбидов при нагреве выше определенных температур вызывает интенсивность роста зерна аустенита, а значит, снижает прочность и ударную вязкость.

При назначение температуры закалки учитывается условия эксплуатации инструмента. Для инструмента работающего о высокими ударными нагрузками температуру закалки иногда понижают с целью повышения прочности и закаливают на более мелкое зерно 11 балла. Для инструмента, работающего в особо тяжелом температурном режиме температуру закалки повышают относительно оптимальной, проводя обработку на максимальную теплостойкость.

Для стали Р6М5 режим закалки заключается в высокотемпературной ступенчатой закалке.

Первый подогрев проводят при температуре 400 - 500. С, с предварительным погружением на 15 - 20 сек. в пересыщенный раствор буры, второй подогрев будем проводить при температуре 830-860 С.

Ступенчатый подогрев под закалку будем производить в соленых ваннах, которые широко используются, т,к. имеют следующий ряд преимуществ: высокой интенсивностью и равномерностью нагрева, возможность осуществления местного нагрева, предотвращение окисления и обезуглероживания. защита инструмента, от воздействия кислорода.

При нагреве будем использовать наиболее распространенную соль БМЗБ, в состав которой входит; 9б,9% ВаС12+ 3% МgF2, 0,1% В.

Условия охлаждения при закалки должны обеспечить сохранение высокой концентрации углерода, а для легированных и быстрорежущих сталей сведение до минимума закалочной деформации и отсутствие трещин. Сталь Р18Ф2 будем охлаждать в масле.

Отпуск - процесс т.о., обусловливающий превращение неустойчивых структур закаленного состояния в более устойчивые, Отпуск осуществляется путем нагрева до температуры ниже интервала превращений, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения.

Отпуск быстрорежущей стали должен обеспечивать более полное превращения остаточного аустенита, что достигается применением многократного отпуска с охлаждением 20 - 40С.

Температура отпуска, продолжительность и число отпусков определяются химическим составом и выбранным условием проведения этой операции. Отпуск обеспечивает одновременно высокую твердость и теплостойкость. Основная цель отпуска заключается в дисперсном твердение.

В процессе отпуска, происходит выделение из твердого раствора дисперсных карбидов. И превращение остаточного аустенита в мартенсит. Остаточный аустенит объединяется при нагреве с легирующими элементами и при охлаждении с температур отпуска превращается в мартенсит.

Для стали Р6М5 будем производить трехкратный отпуск с температурой 570 С по 1 часу, твердость после отпуска составляет 63 HRC. А образование дисперсных карбидов обеспечивается высокую теплостойкость (600 - 650 С)

Структура сталей после отпуск состоит из отпущенного мартенсит, карбидов (15- 20 %) и остаточного аустенита (2 -3%), Наибольшее количество остаточного аустенита превращается при первом отпуске 10-12%, при втором - 6 - 8 %, а после третьего - 3 - 5 %.

Отпуск будем производить в стандартной элетродно-солянной ванне с прямоугольной формой рабочего пространства типа С -100, с температурой 850 С.

В качестве жидкой среды применяются сравнительно простые по составу среды, обладающие высокой жидкотекучестъю, не разъедающие поверхность закаленных изделий, такие как расплавленная соль 30% ВаСl2 + 20% NaCl + 50% CaCl2.

После закалки и отпуска сталь Р18Ф2 должна обладать твердостью 65 - 66 HRC теплостойкость Т = 630 С, вязкость хорошая, шлифуемость низкая.

Оснастка для т.о. имеет решающее значение при осуществлении технологических процессов в термических цехах. Отсутствие или неправильное использование оснастки может вызвать значительный брак. В данном процессе т.о. будем использовать; корзину для закалки в соляных ваннах, клещи о прямыми плоскими губками, ковш для слива из соляных ванн, ложку для очистки соляных ванн.

3.3 Выбор вспомогательных операций

К вспомогательным операциям относят его очистку после т.о. правку и антикоррозийную обработку,

Инструмент подвергается очистки с целью удаления мыла, солей, окалины.

Операция химической очистки:

1. Предварительная промывка выварочным бочке в горячем (90 С) щелочном растворе 0,38 - 0,41 % NaOH

2. Кипячение в подкисленной воде (в кипящем 2% растворе соляной кислоты).

3. Травление

4. Повторная промывка в проточной воде

5. Кипячение в содовом растворе

6. Пассивирование.

После этой многоуровневой очистки инструмент получается чистым и защищенным от последующей коррозии.

3.4 Выбор и обоснование требуемых операций контроля качества термической обработки

При закалки быстрорежущей стали контролируют температуру нагрева., время выдержки, обезуглероживающую активность ванн окончательного нагрева, температуру ванн охлаждения, Параметрами контроля является;

Твердость ГОСТ 9013-59, HRC 63 - 65

Величина аустенитного зерна ГОСТ 5636-82, 10-11 балл После закалки и отпуска контролируется:

Твердость, HRC 63 - 65

Теплостойкость

Карбидная неоднородность (2-3 балл) Допускаемое количество остаточного аустенита 2 - 3%

3.5 Дефекты термической обработки и способы их устранения

1. Потеря формы инструмента при закалке - дефект возникающий у сталей, температура закалки которых близка к температурам начала плавления. В результате чрезмерного перегрева или расположения инструмента в ванне близко к электродам, возникают оплавление инструмента..Поэтому при помещении инструмента в ванну следует выключить ток. Этот недостаток можно устранить так же, установкой защитной стенки из кирпичей, отделяющих электроды от инструмента.

2. Недостаточная твердость после отпуска может быть следующими причинами;

а) пониженной температуры закалки (выявляется микроанализом) вследствие чего образуется недостаточно легированный мартенсит

б) низким нагревам при отпуске (эта причина может быть выявлена магнитным анализом).

Дефектом возникающим в результате этих причин, устраняется соответственно отжигом и последующими правильными закалкой и отпуском.

в) обезуглероживание

г) порча теплостойкости

3. Порча теплостойкости возникает в результате очень длительного или многократного нагрева выше области Aс1 вследствие обогащением карбидов МебС вольфрамом, что уменьшает их растворимость при закалки, вследствие чего получается недостаточно легированный мартенсит, Выявляется по снижению вторичной твердости или теплостойкости. Данный дефект предотвращается соблюдением определенной области нагрева температур и длительности т.о.

4. Деформация и коробление определяется проверкой размеров. Возникают из-за внутренних напряжений, образовавшихся при закалки; неравномерный нагрев под закалку и неправильное погружение в охлаждающую среду в мартенситном интервале; правильным погружением в закалочную среду, равномерным нагревом и проверкой на кривизну перед закалкой.

Введение в сталь легирующих элементов само по себе уже улучшает ее механические свойства. Для получения после цементации и последующей термической обработки высокой твердости поверхности и пластичной сердцевины детали изготовляют из низкоулеглеродистых сталей 15 и 20. получающаяся после цементации и последующей термической обработки твердая и прочная сердцевина у сталей с повышенным содержанием...

Закалка в масле и низкий отпуск. Цементацией называется процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стальных деталей углеродом. Выбор последовательности всех операций термической обработки. Назначаем последовательности всех операций изготовления вала первичной коробки передач (от проката до готового изделия). Последовательность операций изображается графически с указанием номера...

Рынок вакуумного термического оборудования с каждым годом становится только шире и этому есть немалое количество причин. Главная из них – это качество, которого пытаются следовать все передовые компании по производству вакуумного оборудования. Особенно в последнее время популярности набирает термическое оборудование, которое еще совсем недавно не было задействовано ни в одной из главных отраслей.

Навигация:

Сейчас мы подробнее рассмотрим самые распространенные типы термического оборудования:

Тигельные печи

Тигельная печь – это агрегат, который в первую очередь предназначен для плавки металлов и разного рода сплавов. По конструкции тигельные печи привыкли делить на поворотные и стационарные. Оба вида по-своему интересны и имеют определенные преимущества. Что касается производительности, то обе категории тигельных печей демонстрируют себе достаточно неплохо.

Тигельные печи также делятся на две категории по типу нагрева:

• Печи сопротивления
• Индуктивный принцип нагрева

Еще одна категория тигельных печей, это печи с резистивным нагревом, которые способны достигать показателя температуры в 1250 градусов. Главный элемент данного нагревателя это проволока из фехраля, которая очень сильно поддается накалу.

Печи такого типа могут обрабатывать такой материал, как:

• Свинец
• Олово
• Баббит

Это еще далеко не весь ассортимент сфер применения резистивных печей, так как на самом деле, спектр их применения максимально широк. Печи, работающие на резистивном методе. Способны достигать уровня температуры в 1400 градусов, что поистине является феноменальным показателем.

Вакуумные печи

Данная категория печей также пользуется немалым спросом на рынке и задействует на огромном количестве предприятий. Установки данного типа работают на основе невысоких температур, показатель которых зачастую достигает отметки в 200 градусов. Такого показателя температуры вполне достаточно для того, чтобы произвести обработку большинства материалов.

Одним из важнейших элементов подобных систем, является изоляция, которая должна быть максимально качественной. В вакуумных системах чаще всего применяется изоляция на основе оксида алюминия, который довольно неплохо справляется даже с самыми трудоемкими процессами.

Есть также категория вакуумных печей диапазон температуры, которой начинается от 1400 и заканчивается 2200 градусов. Такие системы работают на основе графитового материала, который собственно и позволяет достигать столь высоких показателей производительности.

Низкотемпературные печи

К данной категории термического оборудования можно отнести сушильные шкафы, сушильные камеры и еще огромное количество подобных установок. Еще одним приятным моментом, является наличие встроенной панели управления, которая присутствует во всех видах термического оборудования.

Стоит также отметить и наличие разных исполнений сушильных шкафов:

• Сушильные камеры с защитным муфелем
• Сушильные камеры со специальными вентиляторами для вытяжки
• Проходные камеры для быстрой сушки
• Тупиковые камеры для сушки

Высокотемпературные печи

Печи из данной категории чаще всего работают в диапазоне температур от 1300 до 1600 градусов. Таких показателей более чем предостаточно для того, чтобы справляться даже с самыми трудоемкими задачами. Если же говорить о версии печей, показатели нагрева которых находятся на максимальном уровне, то, несомненно – это устройства на основе карбид кремниевых нагревателей.

Стоит также напомнить и о дополнительном оборудовании, которое идет вместе с самой печью:

• Компьютерная панель управления для быстрого мониторинга
• Запасной термопар
• Устройство, для подачи инертного газа
• Качественные керамические этажерки

Оборудование для термической обработки

Оборудование для термической обработки – это один из самых важных аспектов качественной термической обработки. Напомним, для чего же вообще нужна термическая обработка. Главное предназначение термической обработки – это улучшение характеристики узлов, которые являются важным звеном в конструкции различных деталей, проволоки и крепежей.

Если заранее производить качественную термообработку, уровень прочности и устойчивости различных материалов возрастет в несколько раз.

Всего различают 4 вида термической обработки:

• Отжиг
• Закалка
• Химико-термическая обработка
• Отпуск

Вакуумные печи

Вакуумная печь – это тип оборудования, который является одним из самых распространенных на современном рынке. По сути, это подкатегория термического оборудования, которая также включается в себя огромное количество категорий. Вакуумные печи нашли свое применение в большинстве современных отраслей, где без помощи вакуумных печей, достичь высоких показателей производства уже так просто не получится.

Главная сфера применения вакуумных печей – это большие производства, где они могут сполна продемонстрировать свои способности. К числу функций вакуумных печей можно отнести такие процессы, как: отжиг, плавка, закалка, прокалка, отпуск и тому подобное. Причем данная категория печей может обрабатывать большое количество видов металла.

Сейчас мы рассмотрим материалы, которые поддаются обработке в вакуумных печах:

• Нержавеющая сталь
• Металл
• Алюминий
• Чугун
• Сталь

Это лишь самые распространенные материалы, которые поддаются обработке в подобных печах. Кроме них, можно найти еще огромное количество подобных материалов, обработка которых в вакуумной печи происходит в считанные минуты.

Промышленные печи

Категория промышленных печей – это уже менее обширное понятие. Сюда можно отнести те печи, которые используются на больших промышленных производствах. Зачастую такие печи оснащаются максимально высокими показателями производительности, дабы показатели самого производства также увеличивались.

Принцип работы промышленных печей основывается на совместной работе множества элементов, одним из которых является нагреватель. Именно он приводит систему в действие и дает ей возможность достигать высокого уровня температуры.

Стоимость промышленных печей значительно выше, нежели обычных вакуумных установок. Главная причина этого таится во внутренней части самих печей, которые оснащены передовыми образцами вакуумных технологий, которые позволяют достигать наиболее высоких показателей производительности.

Водородные печи

Данное устройство представляет собой колпаковую печь, которая является полностью автоматизированной. Главная задача водородной печи – это проведение процесса пайки различных компонентов. Происходит все это в среде водорода, где немалую роль играют еще и инертные газы.

Область применения таких печей выглядит не столь широко. А все потому, что водородные печи работают в максимально узкой специализации, но зато выдают там максимум своих возможностей.

Сейчас мы рассмотрим главные сферы применения водородных печей:

• Создание электровакуумных приборов
• Производство керамики
• Производство микроэлектронных компонентов для предприятий

Стоит также рассмотреть список процессов, в которых водородная печь принимает самое прямое участие:

• Качественная обработка изделий в инертной среде
• Обработка изделий в специальной программе, которая заранее задается оператором. Зачастую это комбинированная газовая среда
• Процесс пайки в водородной среде, при помощи твердых припоев
• Процесс термической обработки изделий, в среде, где присутствует высокий уровень увлажнения водородом

Термическое промышленное оборудование

На данный момент, область термического промышленного оборудования является максимально широкой и сюда можно отнести огромное количество вакуумных устройств. Все они выполняют определенные функции, которые каким-то образом связаны с термической обработкой материалов.

Сейчас мы рассмотрим самые распространенные виды промышленного термического оборудования:

• Лабораторно-термическое оборудование
• Промышленные печи для обработки драгоценны материалов
• Промышленные печи для сушки материалов
• Промышленные печи для термообработки сплавов
• Промышленные печи для отжига и обжига фосфора и керамики

Все это оборудование активно используется на большинстве современных предприятий. Роль данного оборудования там также максимально высока, так как добиться высоких результатов производительности без помощи промышленного оборудования попросту невозможно.

Модернизация термического оборудования

Термическое оборудование – это отрасль, которая требует постоянного усовершенствования. Именно поэтому, производители подобного оборудования время от времени производят процесс его модернизации. Делается это для того, чтобы покупатель мог всегда получать от термического оборудования максимум пользы.

Последний раз процесс модернизации происходит несколько лет назад, а это значит, что уже в скором времени, это должно повториться, дабы термическое оборудование всегда находилось на высоком уровне.

Термическое оборудование активно используют заводы и термические цехи для проведения различных процессов с их нагреванием. Как правило, в установках данного типа металлы разогреваются до температуры плавления, чтоб изменить их свойства.

Навигация:

Оборудование для термической обработки

Оборудование для термической обработки может иметь различные возможности, которые способствуют выполнению определенных процессов. Это касается максимальной температуры, создаваемой в ней, количества одновременно обрабатываемого материала, типа выполняемой обработки.

Оборудование для термической обработки на различных предприятиях представлено:

• шахтными печами;
• камерными печами;
• печами с выдвижным подом;
• вакуумными печами;
• плавильными прессами;

Шахтные печи имеют высокую производительность и могут обрабатывать материалы, имеющие большие габариты. С их помощью можно производить термическую обработку для операции закалки, отжига, отпуска, нормализации цветных металлов. Применение оптимально для предприятий, которые не делают упор на точность проведения операций.

На сегодняшний день различными предприятиями выпускаются шахтные печи, которые имеют электрический и газовый нагрева. Установки данного типа могут применяться в эндогазовой, азотной, воздушной, вакуумной и водородной среде. Основным их применением является термообработка стальных элементов, которые имеют большие размеры. К ним относятся стальные детали и узлы, крупногабаритные отливки и поковки. Кроме этого производится их нормализация и прокат.

Камерные печи термообработки имеют меньшие габариты, поэтому используются для изменения свойств объектов небольших размеров. Установки данного типа имеют популярность на различных типах производств. Они могут использоваться как отдельно, так и вкупе с автоматизированными комплексами.

В состав комплекса оборудования для термической обработки могут входить:

• нагревательные печи;
• закалочный бак;
• моечные камеры;
• камеры отпуска;

Камеры отпуска в некоторых установках совмещаются емкостью для охлаждения, чтобы избегать отпускной хрупкости. Нередко используют камеры, в которых элементы обрабатываются холодом, это позволяет уменьшить остаточный аустенит. В состав автоматизированного комплекса может входить рельсовая транспортная система для погрузки и разгрузки.

Печи, имеющие выдвижной подол являются оптимальным инструментом бля термической обработки деталей или узлов, которые имеют крупные габариты. Для осуществления загрузки и выгрузки используют краны и кран-балки. Из недостатков можно отменить большую теплопотерю. Это происходит ввиду их габаритов. С их помощью производят аустенизацию, отжиг. Нередко используют для нагрева металла перед процедурой ковки. Для загрузки элементов могут использоваться небольшие манипуляторы и роботы. Рабочее пространство может нагреваться газовым и электрическим способом.

Вакуумные печи

Вакуумные печи являются оптимальным средством, чтобы получить качественные инструменты, быстрорежущие стали, титановые сплавы, медь, тугоплавкие металлы и конструкционные стали. Вакуумные печи производят все процессы с высокой технологичной точностью параметров. Температура в них не может откланяться больше чем на 5 градусов. Они используются как составные элементы линий термической обработки.

В вакуумных печах может использоваться азотистая, гелиевая, воздушная среда. При этом для их эксплуатации не требуется использование водяных закалочных баков. Это приводит к тому, что в них сложно производить закаливание низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Для изготовления внутренней поверхности вакуумной печи используют листовой молибден, нагревательных элементов – графит, керамика, порошковые материалы.

Установки, которые имеют высокую мощность, способны создавать давление в вакуумной печи, которое составит 0,00005 мбар. Уровень максимального давления окружающей среды составит 20 мбар, а термпературы 1350 градусов. В качестве охлаждающей жидкости применяется вода.

Вакуумные камеры комплектуются различными вакуумными насосами, ресиверами, имеющие газовую среду охлаждения и установками, которые обеспечивают обратное водоохлаждение. Показатель степени автоматизации данного оборудования для термообработки может варьироваться в пределах 0,7-0,9.

Вакуумные печи имеют высокую стоимость, поскольку для их разработки и изготовления затрачивается намного больше средств. При этом они имеют один недостаток, который связан с тем, что поверхность сплавов обезлегируется, если в них используется высокая температура.

Промышленные печи

Многочисленные варианты конструкций промышленных печей можно классифицировать по принципу их работы или способу выделения тепловой энергии. По этому признаку можно разделить все промышленные печи на установки топливного и электрического типа.

Топливные печи, для произведения термической обработки используют химическую энергию, которая выделяется во время сжигания топлива. Это происходит за счет топливосжигающих элементов установок. Они имеют практически одинаковые конструкции в печах различного типа. В машиностроительной промышленности чаще всего используют печи-теплообменники. В них тепло, которое выделяется во время сжигания топлива, переносится к нагреваемому материалу. Как правило, на машиностроительных предприятиях используют радиационные и конверсионные данного типа.

Электрические печи создают тепло благодаря электроэнергии. Существует ряд установок, в которых способ передачи значительно отличается. Это индукционные, электродуговые и печи сопротивления. Оборудование, в котором тепло производится за счет электричества, имеет соответствующий тип.

Электронно-лучевые печи превращают свою энергию в тепловую. При столкновении электронного потока, которое ускоряется в вакуумном пространстве, с телом, происходит быстрое внутреннее нагревание и процесс плавления. Чаще всего установки данного типа используются для того, чтобы плавить чистые тугоплавкие металлы.

Электродуговые печи для термической обработки используются для плавления тугоплавких металлов. Основным их элементом является дуга, которая имеет высокую температуру благодаря подаче на нее электрической энергии. Нередко установки данного типа используются при выплавке и расплавлении сталей и чугуна. Они отлично подходят для работы с цветными металлами.

Индукционные печи превращают электроэнергию в электромагнитную энергию. При этом в установке нагревается только сам объект. Наличие большого количества вихревых токов заставляет предметы быстро расплавляться в камере. Установки, которые имеют высокий показатель частоты, используются для плавления сталей различных марок, чугуна и других металлов.

Водородные печи

В вакуумных водородных печах при термической обработке в системе используется водород. Некоторые печи данного типа работают с диссоциированным аммиаком и осуществляют непрерывную работу. Они отлично подходят для предприятий, в котором налаживается массовое производство. Плавка металлов с помощь водородной печи для спекания является лучшим вариантом. Кроме этого в вакуумных печах можно проводить эффективный обжиг керамических материалов.

Водородные печи оснащаются автоматическими и полуавтоматическими системами, которые осуществляют загрузку в печь материала, а так же автоматических систем, выполняющих проталкивание внутрь печи и выгрузку после завершения операции. Водородные печи могут иметь камерный и колпаковый тип.

Водородные печи, как правило состоят из:

• цилиндрической камеры или колпака;
• противовзрывного устройства;
• передвижного подиума или подставки;
• газовой системы, которая имеет увлажнитель и устройство, обеспечивающее дожиг водорода;
• системы охлаждения;
• системы электропитания;
• системы управления.

Термическое промышленное оборудование

Термическое промышленно оборудование представлено установками с различными функциями. Одним из таковых является плавильный пресс. Его используют для того, чтобы проводить правку проката, труб, профилей и сварных конструкций. Они оборудуются элементами, которые контролируют геометрию правки.

Термическое промышленное оборудование для произведения плавильного процесса могут работать в динамическом или ударном режиме. Как правило, цикл имеет короткую протяженность.

Термическое оборудование для автоматизированного процесса используется для серийного производства крупногабаритных элементов. Это, как правило, автомобильное, тракторное и агрегатное производство. В производственную линию могут включаться печи различного типа и осуществлять замкнутый или линейный цикл.

Модернизация термического оборудования

Модернизация термического оборудования представляет собой процесс, при котором изменяется конструкция установки или заменяются некоторые ее элементы. Существуют различные типы модернизации. Можно осуществлять монтаж футеровки. Он представляет собой процесс, при котором стенки обрабатываются различными материалами, типа керамического волокна или других. Кроме этого различные предприятия осуществляют монтаж элементов нагревания, систем контроля или управления.