Разные производственные предприятия используют электрические вакуумного типа печи, которые имеют различные параметры температуры и создаваемого вакуума, но выполняют дегазацию или закалку металлов, изготавливают детали сложной конструкции без механической обработки поверхностей. Особенно такие установки важны для создания керамических изделий с уникально гладкой поверхностью, а также старения или отпуска разных металлов или их сплавов, например, магния или молибдена.
Содержание:
- Вакуумная печь — устройство
- Вакуумные дуговые печи
- Водородные печи
- Вакуумные индукционные печи
- Вакуумная лабораторная печь
- Вакуумные компрессионные печи
- Печи вакуумные плавильные
- Пайка в вакуумных печах
- Эксплуатация вакуумных печей
Вакуумная печь — устройство
Эти изделия считаются одной из современных разновидностей оборудования вакуумного типа для термической обработки разных материалов под предельно высокими температурами в разряженном пространстве герметического отсека или рабочей камеры. Принцип действия довольно прост, камера разогревается, подсоединенный к ней насос высокого давление начинает откачивать воздух и происходит воздействие на заготовки или детали. После окончания технологического процесса насос нагнетает воздух, давление выравнивается с наружным, нагревательные элементы отключаются и камера остывает. Обработанные детали удаляются, закладывается новая партия и все повторяется.
Вакуумная печь — устройство
Аналогичные печи могут устанавливаться на разных предприятиях для выполнения поставленных задач, особенно актуально их использование на серийном производстве, т. к. загружены они будут полностью, работая без простоя.
Благодаря продуманной конструкции отдельных ее частей удалось на практике достигнуть максимальной прочности обработанных деталей, потому что температура внутри рабочего отсека поднимается до 2 тыс. градусов. Сплавы металла получаются высочайшего качества и не содержат негативных примесей, а сами устройства со временем не теряют первоначальных характеристик, просты в использовании и обслуживании, максимально эффективны.
Вакуумные дуговые печи
Для производства слитков на основе сплавов титана с другими тугоплавкими металлами в промышленном объеме наиболее подходит электродуговая плавка расходуемого электрода, которая происходит внутри герметичного корпуса рабочей камеры. Кроме этого вида применяются электронно-лучевая, плазменная, электрошлаковая и гарнисажная плавка расходуемого электрода.
Вакуумные дуговые печи
Титановые слитки можно получить довольно большого объема: длина до 5м, диаметр — 1,25 м и масса до 30 т, качество остается высоким, нет посторонних примесей. Конструкция печей и технологический процесс плавления отличается простотой и высокой надежностью.
ДТВ-6, 5-Г6 - ДТВ-14-Г26:
- кристаллизатор с диаметром — 360—1400 мм;
- длина max расходуемого электрода — 5300—5600 мм;
- масса получаемого слитка — 5,5—26,5 т;
- длина — 4000 мм
- сила тока — 25—50 кА;
- напряжение — 75В;
- вспомогательное оборудование мощностью — 35—70 кВт;
- расход воды на охлаждение — 70—120 м3/ч;
- масса установки — 115—200 т.
После того, как процесс плавки подошел к концу, изложница, на которой расположен слиток, автоматически отсоединяется от печи, гидравлический механизм отводит ее в сторону, чтобы мостовой кран смог извлечь его. Затем производится контроль состояния изложницы, в нее загружается расходуемый электрод, и процесс плавки повторяется с новым сырьем.
Водородные печи
Устройства этого типа делятся на два вида: среднетемпературная и высокотемпературная печь водородного класса. По методики использования печи выпускаются одноступенчатые и двухстанционные. Подача осуществляется горизонтально, вертикально или снизу.
Водородные печи
Печи Брянского завода, Россия предназначаются для пайки и отжига деталей или узлов электровакуумных приборов в защитно-восстановительной среде водорода или его смеси с азотом, когда точка росы задана. Возможно применение и для других процессов термической обработки с аналогичной максимальной температурой.
Серия АПВД.2.140х200-2200:
- герметическое рабочее пространство — 140х200 мм;
- T max — 2200° C;
- скорость нагревания до 700° С — 10 мин;
- максимальная выдержка при T max — 60 мин;
- расход рабочих газов — 0,25 м3/ч водород и 0,5 м3/ч азот;
- водяная система охлаждения — 0,6 м3/ч;
- изоляция камеры — экранная;
- мощность потребления — до 50 кВт;
- сеть питания — 380/220В ± 10%;
- частота — 50 Гц ± 2,5%;
- габариты — 1000х900х1800 мм;
- масса печи — 850 кг.
Автоматизированная система контроля с использованием контроллера класса ПЛК, позволяющего осуществлять программирование технологических процессов печи и контроль в рабочей камере.
Вакуумные индукционные печи
Функционирование такого оборудования основано на возникновении индукционных токов высокой мощности, создаваемых при помощи мощных электрических индукторов. При этом токи создают максимальные температуры для активного плавления металлов, а равномерность их распределения достигается перемешиванием. Все элементы расплава подвергаются вихревому воздействию токов, за счет чего происходит движение молекул и смешивание присадок, а также разных металлов.
Вакуумные индукционные печи
Основные достоинства индукционных печей — высокий КПД, возможность получать сплавы, обладающие требуемыми характеристиками, возможность выполнять термическую обработку в любом доступном режиме и простой ремонт оборудования.
Индукционные тигельные печи, способные за один раз осуществлять плавку от 5 до 200 кг цветного металла и до 100 кг черного, укомплектованы транзисторным преобразователем универсального типа. Главное их достоинство — высокая мобильность, поэтому после окончания процесса они могут перемещаться в другое помещение. При наличии ограничений по подключаемой мощности, она легко регулируется, а КПД равен 98%. Время на одну плавку отводится в течение часа, а сталь, выплавленная в печи на 30% крепче, чем после обработке в стандартном промышленном аналоге.
Вакуумная лабораторная печь
Изделие серии System VII от североамериканской компании Centorr/Vacuum Industries предназначается для проведения металлургической обработки в вакууме или атмосфере, созданной инертным газом. Идеально приспособлена для плавки небольшого количества металла при максимальной температуре нагревания до 3000° С.
Вакуумная лабораторная печь
Индукционная катушка изготовлена для работы с низким напряжением, поэтому исключена возможность образования дугового разряда. Поворотный механизм позволяет выполнять разлив жидкого металла в любую сторону, а источник напряжения с частотой до 15 кГц полностью исключает возможность возникновения электромагнитных помех.
- количество выплавки по железу — 2,3 кг;
- материал обшивки камеры — сталь 304L;
- диаметр рабочего отсека — 450 мм;
- длина — 550 мм;
- частота катушки — 10 кГц;
- степень вакуума — 1,33•10-5—10-6 мбар;
- мощность — 10кВ.
Стандартный держатель 60х140 мм, используется графитовый тигель, подходящий для большого количества обрабатываемых металлов. Другие материалы для изготовления тиглей могут применяться как вкладка в графитовый держатель.
Вакуумные компрессионные печи
Аналогичные устройства от российского производителя — компании Тула-Терм серии СНВС изготовлены, чтобы выполнять дегазацию в разреженном пространстве и при высоких температурах. Электрический шкаф конструктивно состоит из довольно прочного прямоугольного корпуса, который сварен из тонкого стального листа, камеры, изготовленной из нержавеющего металла, герметической дверцы и управляющего блока. Рабочая камера располагается вверху конструкции, а насос вакуумного класса установлен на специальной подставке.
Вакуумные компрессионные печи
Загрузочное окно герметического отсека оборудовано уплотнением, закрывается прочной дверцей на запоре. Обрабатываемый металл располагается в середине камеры, из которой вакуумный насос, присоединенный к патрубку с тыльной стороны устройства, откачивает воздух. Всасывание воздуха после окончания технологического процесса производится через кран, расположенный на этом же патрубке.
Для безопасности изделие снабжено перепускным клапаном, который автоматически срабатывает при давлении более 5,5 бара, вместе с ним включается звуковое оповещение. В блоке управления размещается оборудование, с помощью которого выполняется нагревание, создание давления и разряжения. Выпускаемое оборудование совершенствуется и модернизируется, поэтому некоторые составляющие иногда отличаются от указанных аналогов в прайс-листе.
Печи вакуумные плавильные
Эти устройства активно применяются в разных направлениях, но особенно в той промышленности, где без качественной обработки поверхностей деталей никак не обойтись. Главное отличие таких печей в высокой эффективности, потому что технологии функционирования плавильных печей по-настоящему уникальны, т. к. главным действующим элементом во всем процессе является вакуум.
Печи вакуумные плавильные
- Портативные плавильные печи модели GMF-15 и 160:
- емкость рабочей камеры по стали — 3-100 кг;
- меди можно загрузить за один раз от 10 до 200 кг;
- расход на водяную систему охлаждения — 0,4—0,7 м3/ч;
- вес установки — 90-420 кг.
Мобильные транзисторные печи не требуют монтажных работ, достаточно установить их на ровную площадку, а после окончания технологического процесса их перевозят на новое место работы за считаные минуты.
Пайка в вакуумных печах
Аналогичная методика выполняется несколькими методами, но сначала производится создание и наладку термического профиля. Технология соединения воедино различных материалов в условиях разряженного пространства, искусственно создаваемого в рабочем отсеке, позволило конструировать шов, устойчивый к влиянию различных и температурных перепадов.
Пайка в вакуумных печах
Пайка в разряженном пространстве отличается довольно высокой экономией и безопасна для обслуживающего персонала печи, т. к. проводится в изолированном отсеке. Изделия помещаются прочный контейнер, который вставляется в камеру установки. После закрытия герметического отсека начинается создаваться разряжение, затем в камеру подается под давлением определенный газ или их смесь.
Пайка применяется двух видов: с флюсованием и без. При первом варианте нужно задействовать дополнительные составляющие, для обработки поверхности соединяемых материалов. Окисления не происходит, т. к. вакуум не содержит молекул кислорода.
Кроме печей применяются установки для вакуумной пайки, в них можно паять многослойные конструкции.
VHTBH-455T:
- габариты камеры для пайки — 400х500хх500 мм;
- максимально допустимая температура — 1300° C;
- масса одной садки — 200 кг;
- давление охлаждающего газа — 2 бар;
- применяют газ — аргон, азот или их смеси;
- величина вакуума — 2•10-5 мбар;
- скорость натекания — 5•10-3 мбар/ч;
- мощность нагревателей — 75 кВт.
По желанию заказчика печи могут иметь нестандартные рабочие отсеки
Эксплуатация вакуумных печей
Все печи вакуумного типа не создают проблем во время их активного использования, главное условие — правильно рассчитать величину загрузки, ведь не на всех предприятиях существуют большие объемы, поэтому надо выбирать более компактные изделия. На промышленных гигантах такие печи встраиваются в отдельную систему, потому что технологический процесс подразумевает непрерывный цикл производства.
Эксплуатация вакуумных печей
Чаще всего такие устройства используют в таких процессах:
- термическая обработка металла;
- удаление составляющих газа и сушка материалов;
- спекание тугоплавких и легко окисляемых при наружном воздухе металлов;
- различные виды плавления;
- разлив по формам цветного и редкого вида металлов, высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов;
- обработка керамических изделий;
- плавка керамики и металлического порошка для создания новых деталей особой прочности.
Малые печи эксплуатируются в лабораториях, где проводятся исследования, а большие, мощные печи используются на промышленных предприятиях, где важны непрерывность процесса и высокие показатели производительности.