Производство оборудования для термической обработки

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.

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.

Источник

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:

Термомеханическая.
Химико-термическая.
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.

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:

Основное.
Вспомогательное.
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.

Источник

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).

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.

Источник

Термическое оборудование для обработки материалов промышленной сфере

Оборудование для термической обработки

Оборудование для термической обработки на различных предприятиях представлено:

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

В состав комплекса оборудования для термической обработки могут входить:

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

Вакуумные печи

Промышленные печи

Водородные печи

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

Модернизация термического оборудования

Источник