Вакуумное печное оборудование нашло широкое распространение во многих сферах промышленности. Технология успешно применяется в производстве металла для атомной или космической отрасли. Основное ее достоинство – обеспечение точности исследований и чистоты производимого металла или сплавов.
- Вакуумные печи – конструкция
- Вакуумно-компрессионная печь
- Печь вакуумная для спекания
- Вакуумные печи сопротивления
- Вакуумные печи промышленные
Вакуумные печи – конструкция
Агрегат представляет собой герметизированное нагревательное устройство, в полости которого формируется разрежение. Его величина зависит от специфики технологического процесса. В вакуумированной среде выполняется плавка или нагрев материалов.
Вакуумные печи – конструкция
Ключевым конструкционным элементом оборудования является герметично изолированная термокамера, к которой присоединяется вакуумный насосный агрегат для создания разрежения.
В зависимости от особенностей конструкции различают два типа печей:
- В ретортном исполнении (наружное расположение нагревателей);
- В камерном исполнении (внутреннее расположение нагревателей).
Перед стартом термообработки в вакууме рабочая камера устройства вместе с размещенным в ней материалом герметично закрывается. Насосные агрегаты обеспечивают откачку из нее воздуха до необходимого уровня. Обрабатываемый материал в огнестойком тигле поддается воздействию высоких температур, достигаемых за счет использования тех или иных нагревателей. В зависимости от конечных целей материал или расплавляется, или нагревается до определенной температуры. После завершения выдержки и окончания технологического процесса камеру разгерметизируют и открывают. Из нее выгружают термически обработанный материал. Устройство снова готово к последующему рабочему циклу.
В более сложных промышленных установках рабочее пространство включает в себя несколько шлюзовых камер (для загрузки, нагревания или плавки, выдержки или разлива, охлаждения, выгрузки). Для разделения камер используются вакуумные затворы. Такое конструкционное решение позволяет обслуживать печное оборудование, не нарушая при этом вакуумированную среду.
Специальные смотровые окна помогают наблюдать за протеканием технологического процесса. Усложненной вариацией смотрового окна являются перископы, обеспечивающие дистанционное наблюдение. Откачная система, кроме насосов, содержит вакуумную арматуру, проводы, вакуумметры и прочие устройства для создания требуемого давления в рабочем пространстве.
Вакуумно-компрессионная печь
В последнее время большим спросом пользуются металлические композиционные материалы, обладающие рядом уникальных свойств. Основная сложность их изготовления заключается в том, что выполнение одного из известных технологических процессов не гарантирует получение компактного материала, имеющего все необходимые качества.
Вакуумно-компрессионная печь
При производстве данных материалов зачастую требуется последовательное осуществление нескольких чередующихся технологических процессов: плазменное напыление и горячее прессование; горячее прессование и прокатка.
Одним из таких комбинированных способов создания металлических композитов является вакуумно-компрессионная пропитка, которая объединила в себе особенности вакуумной пропитки и литья под давлением.
Вакуумно-компрессионная печь – один из наиболее распространенных и востребованных видов печного оборудования. В камере установки реализовано две зоны:
- Зона предварительного нагревания формы с упрочнителем;
- Зона плавления и пропитки.
Камера герметично изолирована с помощью крышки, в которой имеет уплотненное отверстие для перемещения через него контейнера с упрочнителем.
Печь вакуумная для спекания
С технической точки зрения спеканием называется процесс создания твердых и пористых материалов из мелкого порошкообразного или пылеобразного сырья, например, феррита, под воздействием высоких температур и/или высокого давления. Наиболее востребованным является спекание, осуществляемое в вакууме.
Печь вакуумная для спекания
В печи вакуумной для спекания обрабатывают материалы в разреженной среде с целью предотвращения окисления материала. Различают устройства непрерывного и периодического действия.
Оборудование первого типа отличается наличием трех рабочих зон: отжига; максимальной температуры; охлаждения. В первой зоне испаряется или выжигается и устраняется смазка, добавленная в сырье перед формованием порошка, снимаются напряжения, присутствующие в порошковой формовке. Во второй зоне настает черед непосредственно спекания. В третьей зоне спеченный материал охлаждается с установленной скоростью до температуры, которая гарантирует его стойкость к окислению после выгрузки на воздух.
Оборудование второго типа нашло широкое применение в порошковой металлургии, особенно в исследовательских целях. Оно может быть прямого или косвенного электронагрева или индукционным.
Вакуумные печи сопротивления
Электрическая печная установка сопротивления представляет собой электротермический агрегат, в котором выделение тепла является следствием движения тока по проводнику. В зависимости от способа выделения тепла оборудование делится на два типы: косвенного действия (выделение тепла в нагревателях) и прямого действия (выделение тепла в обрабатываемом изделии). Вакуумные печи сопротивления различаются также по предназначению, по температурному режиму, конструкционной специфике и принципу работы, по рабочей среде.
Вакуумные печи сопротивления
Нагрев металла в таких установках осуществляется электрическим током, который через него проходит. Оборудование зачастую используют для тугоплавких металлов. К греющему компоненту предъявляются повышенные требования в части удельного сопротивления. Функции греющих компонентов могут выполнять уголь, в том числе зернистый, графит, карборунд, тугоплавкие металлы. В установках можно нагревать и плавить любые материалы с условием, что они не выделяют при термообработке веществ, негативно влияющих на работу нагревателей.
Вакуумные печи промышленные
Обработка металла – трудоемкий процесс, который нуждается в наличии большого количества времени и в использовании соответствующего оборудования. Стоит отметить, что выбор техники оказывает непосредственное влияние на длительность процесса, его качество, эффективность и итоговый результат. Вакуумные печи являются неизменным лидером в этой нише.
Вакуумные печи промышленные
Преимущества осуществления технологических процессов в вакуумированной среде:
- Нагревание металлов без их окисления;
- Экономическая целесообразность;
- Высокий уровень очищения металла;
- Повышенная рабочая температура благодаря защите нагревателей от окислительных процессов;
- Уменьшение припусков на металлообработку;
- Получение светлой поверхности при термической обработке легкоокисляемых металлов и сплавов, обусловленное разрушением изначальной оксидной пленки и отсутствием новой;
- Отсутствие обезуглероживания в верхнем слое;
- Отсутствие негативного водородного воздействия на прочность стали;
- Выполнение дегазации параллельно с нагревом;
- Минимизация деформирования изделий;
- Возможность комбинированной термической обработки в разреженной и защитной среде;
- Высококачественная термообработка;
- Экологическая безопасность.
Помимо всего прочего, использование вакуумного печного оборудования способствует улучшению условий работы благодаря абсолютному отсутствию теплового загрязнения окружающей среды. Также наблюдаются значительное уменьшение энергопотребления, минимизация капитальных расходов на охрану окружающей среды.
Эти преимущества обусловливают ряд задач, решить которые можно в вакуумных печах. Во-первых, это плавка, рафинирование, разливка в формы высоколегированных сталей, жаростойких сплавов, редких и цветных металлов. Во-вторых, спекание твердых и пористых материалов из мелких порошкообразных. И, наконец, в третьих, разноплановая термическая обработка, отжиг, закалка и пр.
Оборудование активно используется в авиационной, атомной, электронной индустрии.
Вакуумные установки не допускают попадания в расплавленный материал газов и других нежелательных примесей и обеспечивают получение на выходе материала с однородной консистенцией. Изделия, подвергшиеся термической обработке в таких печах, характеризуются повышенной прочностью и улучшенными физическими и химическими качествами.