Для изготовления и обработки материалов потребуется вакуумная печь. Проведение различных операций приведет к улучшению характеристик и получению изделий с новыми свойствами. Устанавливают в лабораториях и промышленных предприятиях после выбора соответствующего вида вакуумного оборудования.
Содержание:
- Вакуумные печи — технические характеристики
- Принцип работы вакуумной печи
- Вакуумная печь — промышленная
- Лабораторные вакуумные печи
- Вакуумные печи дуговые
- Индукционная вакуумная печь
- Водородные печи
- Пайка в вакуумных печах
- Вакуумные печи — применение
Вакуумные печи — технические характеристики
Многофункциональная вакуумная печь способна проводить обработку материалов при помощи термического воздействия. Заложенные характеристики зависят от разновидности аппаратов. Выпускают устройства для:
- Спекания;
- Азотирования;
- Пайки;
- Цементации;
- Термообработки металлов;
- Отжига;
- Старения и отпуска сплавов.
Существуют плавильные печи и закалочные. Отдельно выделяют лабораторные агрегаты и промышленные установки. При изучении характеристик обращают внимание на:
- Продуктивность (3-20 кВт);
- Габариты и объем загрузки (от 15 до 100 кг);
- Температурный диапазон (1200º-2000º).
Средние характеристики не помешают обрабатывать до 9 тонн за одну смену. В зависимости от поставленных целей проводят нагрев или плавку материалов.
Конструкция допускает ретортное и камерное исполнение. Различия заключены в размещение нагревательных элементов снаружи или внутри камеры. Насосы для вакуумной печи отвечают за создание разрежения.
Принцип работы вакуумной печи
Принцип действия печи может незначительно различаться и зависеть от разновидности. Для проведение операции:
- Производят загрузку одним из методов;
- Герметично закрывают камеру;
- Откачивают воздух для получения вакуума;
- Нагревают или расплавляют заготовки высокочастотным индуктором;
- Разгерметизируют камеру и выгружают детали.
Предусмотрен прямой и косвенный нагрев. Первый вариант повышает пропускную способность из-за прямого контакта. Огнеупорный тигль способствует переплавке заготовок. Непосредственное воздействие может неблагоприятно сказываться на характеристиках материала. Косвенная обработка помогает снизить число дефектов до минимума.
Принцип работы вакуумной печи
Особенность вакуумных печей заключена в высоком энергопотреблении. Оправдывает установку получение качественных изделий, которые востребованы во многих отраслях.
Вакуумная печь — промышленная
Промышленные установки отличают габариты и добавление до 3 камер. Выпускают стандартные и высокотемпературные вакуумные печи. Загрузка производится несколькими способами:
- В камерных предусмотрена боковая дверь;
- Шахтная позволяет положить изделия сверху;
- Снизу загружаются колпаковые аппараты.
Метод нагрева и охлаждения добавляет к ретортным трубчатые и муфельные вакуумные печи. Особое значение придается нагревательным модулям, которые разделены на несколько типов:
Вакуумная печь — промышленная
- Цельнометаллические (камерные приборы);
- С керамической изоляцией;
- На основе сплавов из хрома и никеля (элеваторные);
- С теплоизоляцией;
- Из углеродных материалов.
Выбранный модуль повлияет на скорость нагревания и охлаждения, распределение тепла и достижение максимальной температуры. Конструкция позволяет функционировать долгое время без замены основных элементов. Встроенные датчики и блоки управления облегчают выбор режима и контроль за процессом.
Лабораторные вакуумные печи
Компактными размерами обладает лабораторная вакуумная печь. Габариты допускают установку в исследовательских центрах и на предприятиях. Аппараты выдают минимальные погрешности и выполняют сложные задачи.
Высокую продуктивность демонстрирует муфельный агрегат. После проведения процесса следует замена муфеля. Не менее эффективно функционирует лабораторная индукционная печь. Электротермические устройства способны:
Лабораторные вакуумные печи
- Устанавливать любой температурный режим (до 3000º);
- Равномерно распределять тепло и нагревать изделия;
- Применить автоматическое управление и автоматизацию;
- Обеспечить надежную герметизацию для поддержки вакуума.
Лабораторные приборы способны нагревать материал и проводить полный цикл термообработки (стекло, фарфор, металлы, керамика). Процессы подразумевают закалку и обжиг, плавку и пайку, полимеризацию и химико-техническое воздействие.
Вакуумные печи дуговые
Исследования в области атомной энергетики и космоса сделали востребованными вакуумные дуговые печи. Возникла потребность получать специальные материалы с новыми свойствами.
- Широкий диапазон давления и температур (свыше 2000º), который можно регулировать;
- Достигается высокая плотность и однородность изделий из-за направленной кристаллизации после установки вакуума в камере;
- Проводится нагрев заготовок без окисления и возникновения угара;
- Структура сплавов делает их износостойкими без посторонних примесей и пузырьков воздуха;
- Внутренние элементы способны выдерживать длительные нагрузки без ремонта.
Вакуумные печи дуговые
Дуговые агрегаты способны воздействовать косвенно и прямо на материал. Возникшая электрическая дуга сумеет довести до жидкого состояния самые тугоплавкие металлы. Применяют мощные и малогабаритные вакуумные установки для обработки небольших объемов.
Индукционная вакуумная печь
Множество операций способны выполнить вакуумные индукционные печи. Высокочастотный редуктор расположен внутри камеры. Есть возможность загружать различные куски (лом, бракованные заготовки и отходы). В процессе нагрева воздействуют на изделия с помощью электромагнитного поля без образования электрической дуги. Индукционные приборы способны:
- Полностью очистить металл от примесей и газов;
- Производить загрузку материала во время расплавления;
- Контролировать процесс плавки для получения новых свойств и состава материала;
- Обрабатывать любое сырье и создавать однородную структуру.
Индукционная вакуумная печь
Универсальные устройства нужны для изготовления жаропрочных материалов, не допускающих преждевременной коррозии. Удастся выращивать монокристаллы и делать очистку. Огнеупорный тигель расположен под наклоном, что облегчает создание высоколегированных и сложных сплавов.
Водородные печи
Водородные печи разделены на агрегаты колпакового и муфельного типа. Муфель способен быстро вытеснить воздух и заменить его водородом для получения нейтральной среды. Муфельные приборы применяют для:
- Азотирования и цементирования;
- Обработки поверхностей и сушки;
- Переплавки сплавов и драгоценных металлов;
- Обработки керамики и стерилизации инструментов.
Водородные печи
Продумана защита от продуктов горения, позволяющая повысить уровень качества обрабатываемых изделий. Придаются новые полезные свойства при термообработке.
Колпаковые приборы способны спекать частицы и обрабатывать металлы (черные, цветные). Водородная среда вытесняет примеси и оксиды.
Пайка в вакуумной печи
Проведение пайки в вакуумных частях выбирают после неудачных попыток соединить элементы привычными методами. Благодаря вакууму удается объединить сплавы и металлы с другими материалами:
- Стеклом;
- Керамикой;
- Графитом;
- Вольфрамом;
- Титаном;
- Молибденом.
Отпадает необходимость предварительно наносить хром и никель. Припой не содержит металлы, обладающие высокой упругостью паров (марганец, цинк, фосфор, кадмий, магний).
Пайка в вакуумной печи
Процесс не связан с образованием окислов от припоя и металлов. Дегазация способствует пластичности заготовок и увеличению прочностных характеристик. Управление не вызывает сложности. Выбирают один из двух методов пайки. Для первого варианта используют вакуумную камеру с индукционным нагревом. Для охлаждения применяют специальную камеру с уплотнителями и съемной крышкой. Температура плавления доходит до 900 градусов. Второй способ предусматривает вакуумирование пространства внутри камеры. Материал предварительно тщательно очищают. Нагрев сопровождает откачка воздуха. После быстрого нагрева происходит медленное охлаждение.
Вакуумные печи - применение
Функционал вакуумной печи заметно расширил области применения. Заинтересованность проявляют научные центры и отрасли промышленности. Аппараты обязательно устанавливают:
- На химических и металлургических комбинатах;
- На машиностроительных заводах;
- В цехах по производству электроники и ювелирных изделий;
- На атомных станциях и авиакосмических предприятиях.
Оборудование обладает способностью проводить несколько операций за минимальный промежуток времени. Вакуумная среда позволяет решать самые сложные проблемы и значительно улучшать характеристики изделий. Достижение высоких температур и отсутствие воздуха способствует получению новых материалов после термической обработки.