Основное оборудование для термической обработки

Научная библиотека популярных научных изданий
Содержание

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 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.
Читайте также  Оборудование для переработки пластиковых бутылок

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.

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: 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.

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).

Читайте также  Оборудование для производства клинкерного кирпича

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.

Выбор оборудования для термической обработки

К основному оборудованию термического участка относятся нагревательные печи, печи-ванны, установки для получения искусственных атмосфер, индукционные закалочные установки, закалочные баки, то есть оборудование, с помощью которого выполняют основные технологические операции. К вспомогательному оборудованию относят грузоподъемные средства, приспособления для загрузки деталей, контрольно-измерительную аппаратуру и приборы, оборудование для очистки деталей и т.п.

Печи для термической обработки классифицируются по следующим признакам:

  • 1. По назначению — универсальные печи для отжига, нормализации, закалки и отпуска; цементационные; для азотирования; печи специального назначения.
  • 2. По температуре рабочего пространства — низкотемпературные, среднетемпературные, высокотемпературные.
  • 3. По характеру загрузки, выгрузки — камерные, шахтные, печи с выдвижным подом.
  • 4. По источнику тепла — мазутные, газовые, электрические.

В небольших многотемпературных термических цехах и участках широкое распространение получили универсальные камерные печи, работающие на мазуте или газе, электрические печи камерные и шахтные с карборундовыми (силитовыми) нагревателями.

Шахтные печи нашли широкое применение для различных процессов термической обработки: отжига, нормализации, закалки, высокого и низкого отпуска и химико-термической обработки. Эти печи, имея вертикально расположенную рабочую камеру, позволяют нагревать длинные детали (оси, валы, трубы и др.), а также небольшие детали, размещая их на специальных приспособлениях (колёса, обоймы, кольца и др.). Размещение длинных деталей в подвешенном состоянии обеспечивает их минимальную деформацию в зоне действия транспортных средств: электротельферов, мостовых. Шахтные печи занимают в цехе меньшую площадь и на единицу площади пода большее количество продукции, чем камерные печи.

Преимущество шахтных печей: простота и компактность, лёгкость обслуживания, возможность использования для загрузки и разгрузки цеховых подъёмных и транспортных механизмов, возможность обеспечения равномерной температуры в рабочем пространстве, относительное простое обеспечение герметичности рабочего пространства печи.

К недостаткам следует отнести сложность в эксплуатации с применением контролируемых атмосфер при кратковременных режимах термической обработки, повышенный расход электроэнергии.

Преимуществом электрических печей перед топливными, является отсутствие дымовых газов, не требуется дымососная система, лучшая теплоизоляция, облегчение регулирования температуры.

К недостаткам следует отнести сложность механизации загрузки и разгрузки изделий, сложность создания в печи необходимо стабильной контролируемой атмосферы при кратковременных режимах термической обработки, высокий удельный расход контролируемой атмосферы.

Камерные печи широко применяются для различных видов термообработки деталей при единичном и мелкосерийном производстве. Камерные печи могут быть использованы для термической обработки по следующим режимам: закалка, отпуск, цементацию, азотирование. Для термической обработки небольших партий шестерен, валов, колец, ролики и.т.д. применяют камерные печи.

Цементационные печи используют для термической обработки по следующим операциям: цементация, закалка, отпуск. В этих печах обрабатываются детали такие как: шестерни, диски, штоки и т.д.

Преимущество во избежание перегрева обрабатываемых деталей между нагревателями и деталями располагают экраны, которые одновременно служат направляющим для потока печной атмосферы.

К недостаткам цементационной печи относят нагреватели с муфелем, которые подвержены науглероживанию, что приведет к преждевременному выходу их из строя, повышенный удельный расход электроэнергии.

Газовая печь применяется для отжига крупных деталей и при мелкосерийном производстве, применяют печи периодического действия с выдвижным подом. В печи с выдвижным подом обрабатываются детали такие как: валы, муфты, шестерни и др. детали.

Преимущество газовой печи в том, что горелки обеспечивают равномерный нагрев металла без перегрева, применение электрических нагревателей для обогрева подины газовых горелок упрощает печи и увеличивает полезный объём камеры нагрева.

Недостатки большой расход электроэнергии, сложность механизации загрузки и разгрузки деталей.[5]

В качестве основного оборудования для термической обработки калибра-пробки выбираем универсальную камерную печь. Для нагрева мелких деталей используем камерные печи сопротивления типа СНО 8.16.5./100.

Для охлаждения деталей после термообработки используем закалочные баки, которые могут иметь цилиндрическую или прямоугольную форму. В закалочных баках детали охлаждаются в свободном состоянии.

В качестве дополнительного оборудования используем оборудование для очистки деталей после термообработки — дробеметные установки и моечные машины.

Моечные машины применяют для очистки деталей от масла и загрязнений. В качестве промывающей жидкости используют раствор кальцинированной или каустической соды температурой 80-90?С.

В процессе термообработки детали окисляются и обезуглероживаются, следовательно, их нужно очищать. Дробеметная установка нужна именно для этой цели. Она состоит из метательных аппаратов, камеры очистки и очистителя. Очистка производится с помощью стальной дроби.

К вспомогательному оборудованию относят вентиляторы, средства механизации: подъемно-транспортное оборудование — краны, загрузочные машины и т. п. Вспомогательное оборудование включает в себя оборудование, предназначенное для контроля автоматизации тепловых процессов и качества продукции, в том числе лабораторное оборудование и приборы технического контроля — твердомеры.

В камерных печах загрузку и выгрузку деталей массой до 10 кг осуществляют вручную. При массе деталей более 10 кг используют средства механизации (подвесные клещи на монорельсе, манипуляторы, загрузочные машины). Мелкие детали загружают в печи на поддонах (противнях).

Загрузочная машина представляет собой устройство, при помощи которого детали на специальных поддонах загружают и выгружают из печи. Она передвигается по рельсам, которые расположены возле печей.

Мостовой кран предназначен для загрузки и выгрузки тяжелых деталей, при ремонтных работах перенос оборудования. Кран состоит из моста и тележки. Мост представляет собой цельносварную конструкцию, опирающуюся на ходовые колеса. Мост передвигается по рельсам, которые расположены вдоль пролета цеха. Тележка передвигается вдоль моста крана.

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.
Читайте также  Оборудование для производства сахара из сахарной свеклы

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

Каждое предприятие оснащено различным оборудованием. Особенно важны устройства для термической переработки металлов, ведь благодаря этому из сырья устраняются вредоносные вещества и изготавливаются современные металлические изделия, регулярно используемые людьми в быту.

В промышленности для тепловой обработки используется такое оборудование:

  • Шахтные печи.
  • Камерные печи.
  • Вакуумные печи.
  • Печи с выкатным подом.

Данные устройства расплавляют помещённые внутрь металлы (цветные и чёрные). Время, потраченное на расплавку конкретного материала отличается, ведь каждое сырьё имеет определённую плотность и переходит в жидкое состояние, в результате воздействия конкретных температур. Рассмотрим оборудование для термообработки металлов более подробно:

Шахтные печи для термической обработки

Шахтные печи для металлообработки широко используются в горной промышленности (на предприятиях крупного масштаба). Конструкции имеют различные величины функционирующих барокамер, в зависимости от выбранной модели печи. Их принято использовать для:

  • Цементации.
  • Отпуска.
  • Отжига.
  • Плавки металлов.

Шахтные печи широко востребованы во время работ, предусматривающих высокую точность технологических параметров и скорость переноса садки в закалочную среду. Монтаж шахт печей выполняют в кессоны или приямки. Небольшие барокамеры можно монтировать, прямо на пол. Если при данной установке печная высота не позволяет производить безопасное обслуживание, то на оптимальной высоте рабочей зоны устанавливается перекрытие. Для активизации печи используется 2 вида нагрева:

  • Электрический.
  • Газовый.

Си их помощью можно проводить термообработку в любой атмосфере: водородной, вакуумной, азотной, в воздухе. В большинстве случаев их применяют для отлива, отжига, переработки длинномерных узлов и деталей, проката, профиля, нормализации проволоки.

Особенностью печей данного типа, является наличие реторты, выполненной из нержавеющих сплавов. Часто проводится обработка сплавов на основании углерода (например: 18%Cr + 24%Ni + 2%Si). Содержание внутри них углеродистых сплавов напрямую зависит от максимальной нагрузки на под реторты. Если переработка материалов выполняется в агрессивных средах, то в сплавы добавляют ниобий. Для футеровки могут применяться 2 материала: кирпич и минеральная вата. Последний материал более популярен, ведь вата легкодоступна, удобна при демонтаже/монтаже, износоустойчива и обладает высокой теплопроводимостью.

Оборудование для термообработки: камерные печи

Камерные печи представляют собой устройства, имеющие 1 или несколько рабочих камер. Такие конструкции размером меньше шахтных печей, поэтому с их помощью перерабатывают мелкие или среднеразмерные металлы различными перерабатывающими технологиями. Применение данных камерных печей может быть:

  • Самостоятельным.
  • Автоматизированным.

Последний состоит из 2-3 термопечей, закалочного блока, камер мойки, отпуска и охлаждения. Иногда (дополнительно) применяются барокамеры холода, снижающие остаточный после закалочный аустенит. В процессе переработки металла, сырьё должно перемещаться из камеры в камеру, чего невозможно добиться вручную и не нарушая вакуумную среду. Для удобства эксплуатации, камерные печи оснащены специальной погрузочно-транспортной системой, самостоятельно перемещающей металлы между камерами, не снижая качество переработки сырья.

Вакуумное оборудование для термообработки

Вакуумные печи – разновидность оборудования для термообработки. Они широко применяются для спекания материалов, пайки, плавки металлов. Особенностью вакуумных печей, является высокая технологическая точность. В качестве закалочных сред для термопечей, могут использоваться :

  • Масло.
  • Азот.
  • Воздух.
  • Гелий.

Для закалки сплавов, никогда не используют водяные баки. Они усложняют обработку слаболегированных и низкоуглеродистых материалов. Изнутри вакуумные камеры изготовлены из листового молибдена, а нагревательные ТЭНы из керамики, графита.

Максимальный порог значений вакуумного термооборудования:

  • Внутренний вакуум – 0,0005 мбар.
  • Давление охлаждения – 20 бар.
  • Температура — 1300ºС.

Данных параметров достаточно, чтобы провести высококачественную обработку практически всех известных металлов. Однако большинство из них требуют тщательной подготовки: обжига, сушки, обезжиривания, мойки. К недостаткам относится высокая стоимость конструкции, но только вакуумное оборудование способно очистить металлы от излишних газов и усовершенствовать качество сплава.

Печи для термообработки металлов с выдвижным подом

Печи с выдвижным подом используются для переработки крупногабаритных деталей. Погрузка сырья и его выгрузка выполняется при помощи кранов. Основными недостатками конструкции, является: теплопотеря во время загрузки и габаритность самого устройства, ведь выкатной под требует много места. Также, печь может использоваться для отжига сварных конструкций, нагрева материалов накануне ковки. Тогда загрузка и выгрузка сырья выполняется манипуляторами. Разогрев функционирующей барокамеры происходит, в результате сжигания газового топлива или потребления электричества. Чтобы избежать перепада температур и обеспечить равномерность разогрева камеры, внутрь конструкции установлены жароустойчивые вентиляторы.

Автоматизированное оборудование для термообработки

В автоматизированную линию оборудования, обязательно входит печь для промышленной плавки. Чаще всего их применяют на агрегатных и автотранспортных производствах. Устройства могут образовывать замкнутый технологический цикл обработки или выстраиваться в 1 линию. Это позволяет загружать сырье в камеры, а на выходе получать уже готовые изделия.

Чтобы усовершенствовать и облегчить промышленную деятельность были изобретены плавильные печи, используемые по отдельности или в комплексе с другими устройствами. Они позволяют проводить термообработку стали, золота, и других металлов, переплавляя их и устраняя излишний воздух газы. Благодаря этому сегодня существуют высококачественные изделия, регулярно используемые в быту, а также автомобили и прочая незаменимая техника.

Оцените статью
Добавить комментарий