Вакуумная печь: принцип работы, классификация, критерии выбора

Классификация вакуумных печей

При выплавке стали или сплава вакуумная установка препятствует проходу к расплавленному материалу вредных газов, примесей и позволяет получить на выходе однородную консистенцию. Детали, прошедшие термическую обработку в такой печи приобретают высокий уровень прочности, а также достигается улучшение физических и химических свойств металла.

Вакуумно-дуговая печь изготавливается с прочным стальным корпусом и внутренней камерой нагрева изделий. Дополнительно оснащается установкой по обеспечения полного удаления воздушных масс из рабочей камеры. Для этих целей используется система воздушных насосов и регулирующая и запорная арматура. В качестве топлива используется природный газ или электроэнергия.

В зависимости от вида и назначения конструкция печей может приобретать различные формы и претерпевать изменения в конструкции и оборудовании для управления и проведения рабочих процессов. Поэтому разберем подробнее всю классификацию этого вида нагревательных приборов.

Классификация

Такие устройства классифицируются по целому ряду особенностей.

По назначению

Виды устройств	Краткое описание
Вакуумные печь для азотирования	В таких печах происходит процесс диффундрирования азота наружных поверхностей обрабатываемых изделий. Такая обработка упрочняет наружный слой низкоуглеродистой или низколегированной стали, деталей из молибдена, титана или алюминия.
Вакуумные печи спекания	Для работы печи используются высокочастотный электрический ток. Такие агрегаты используются для сильного разогрева металлических изделий и их спекания в вакууме или под защитой различных инертных газов. Используются для термической обработки изделий из магнитных сплавов, углеродистых композитных материалов, деталей из карбидов, молибдена, вольфрама.
Вакуумные плавильные печи	Используются для расплава различных материалов и металлов. Могут выполняться с вертикальным корпусом с расположенной герметичной камерой и нагревательными элементами. Оснащенные автоматической системой управления такие печи работают с циклической динамикой производства.
Вакуумные печи для цементации	Такая операция термической обработки деталей используется для цементации наружных поверхностей изделий и с последующей закалкой в вакуумных печах для закаливания металлов. В процессе работы в безвоздушной среде аустенит превращается в мартенсит. Детали становятся с прочным наружным слоем и пластичной и мягкой ферритной или перлитной структурой сердцевины. Используются при обработке деталей трансмиссии, различных шестеренок и других изделий с высокими нагрузками при трении.
Вакуумные печи для пайки.	В безвоздушной нагретой до высокого уровня среде происходит диффузионная связь слоя припоя с основной поверхностью изделий. Такие места пайки остаются чистыми без окисления и потемнения поверхности. Экономится защитный флюс, а внутренний слой пайки остается без пор и трещин. Такой вид пайки рекомендован при производстве плат изделий, работающих на опасных производствах.
Вакуумные печи для отжига	Вакуумные термические печи предназначены для выполнения термической обработки деталей из инструментальных, быстрорежущих, сверхпрочных сталей. А также цветных материалов после процесса закаливания в машиностроительной и других отраслях промышленности.
Вакуумные закалочные печи	Закалка в вакуумных печах позволяет улучшить качество обрабатываемых поверхностей и сделать их прочными. Процесс закаливания может производится в охлаждающей жидкости или инертных газов.
Вакуумные печи для термообработки металла	Используются в термических технологиях для проведения закалки, отжига, аустенизации, нормализации деталей в безвоздушной атмосфере.

По способу нагрева и охлаждению

По этой характеристике агрегаты подразделяются.

Классификация оборудования	Описание
Ретортная вакуумная печь	Этот вид оборудования используется в процессах, где важен принцип соблюдения чистоты процесса. Для этого в ретортах откачивается воздух, создается вакуум и полная изоляция рабочего отсека от воздействия окружающей среды. Реторта снабжена дверцей, с уплотнительной жаростойкой изоляцией. Максимальная температура нагрева до 11000, рабочая 6000.
Трубчатая вакуумная печь	Максимальная температура в таком оборудовании 11000. Оно оснащается кварцевыми трубами для укладки обрабатываемых деталей. Такие трубы – это вакуумный отсек с нагревательными элементами, разогревающими изделия да заданной температуры. Сечение цилиндров в зависимости от габаритов печи 50-280 и более мм. Длина таких устройств может достигать нескольких десятков метров. Предусмотрена возможность накачивания защитных инертных газов.
Муфельные вакуумные печи	В таких устройствах проводят все виды термической обработки и плавки металлических, керамических видов материалов и сплавов. После удаления атмосферного воздуха производится закачка инертных защитных газов и производится работа печи по заданной программе. Оборудование не используются для работы в промышленных условиях.

По типу загрузки.

Камерные	Это экологически безопасное оборудование, используется при проведении всех видов термообработки материалов в безвоздушном пространстве с уровнем нагрева в камере до 20000. Возможно закачивание инертного газа, если это предусмотрено технологическим процессом. Печи используются во всех областях промышленности и в лабораторных условиях.
Шахтные	Рабочая температура такого устройства – до 25000. Применяются при проведении всех видов термической обработки тугоплавких материалов в защитной среде. Приборостроение, авиационная, атомная промышленность – во всех областях трудятся такие устройства, надежно и безаварийно. Внутреннее пространство с нагревательными элементами выполняется из тугоплавких материалов. Некоторые модели изготавливают с вольфрамовой или молибденовая поверхность рабочей камеры. Управление может осуществляться в автоматическом или ручном режиме.
Элеваторные	Аппараты используются в промышленности. Агрегаты сопротивления выполнены с блоками нагрева, изготовленными из тугоплавких материалов. Максимальный уровень набора температуры – 20000. Корпус охлаждается с помощью водяного контура, расположенного в пространстве между корпусом и рабочей камерой. С помощью такого оборудования возможно проведение работы в окислительной или углеродосодержащей атмосфере и нагревать детали из углеграфита и другие тугоплавкие металлы и сплавы
Колпаковые	В таких устройствах возможно создание низкого рабочего давления газов. Теплоизоляция заполняет пространство между корпусом, выполненным из жаропрочной или нержавеющей стали и внутренним отсеком. Его производят из тугоплавкого материала. Такое устройство позволяет повысить температуру с обеспечением полной изоляции от окружающего воздуха.

По принципу действия

По этой характеристике печи подразделяются:

1. Дуговые – устройства используются в высокотехнологичных отраслях промышленности и в научных лабораториях. Везде где требуется проведение термической обработки или плавки высококачественной и высоколегированной стали устанавливается этот вид агрегатов.
2. Индукционные – агрегаты, применяемые для плавки с использованием шихты любого вида и размеров. Такой тип обеспечивает длительную выдержку металла в безвоздушном пространстве и соблюдение температурного режима на всех этапах плавки.
3. Термические – оборудованы тепловой пушкой, направляющей поток тепла в любую точку рабочей камеры. С ее помощью возможно получение чистого металла без всяких примесей.
4. Водородные – такие конструкции позволяют закачивать в рабочее пространство водород, которых обеспечивает выполнение качественной обработки деталей. Используются для непрерывного цикла выполнения термических обработок изделий, материалов из металла и керамики.

Как правильно выбрать?

Для правильного выбора важно понимать для каких целей, какой объем производства будет выполнять ваша печь. Исходя из этих данных, проводится расчет габаритов агрегата, его мощности и определяется тип устройства печи.

Теперь остается выйти на форум или на официальный сайт производителей техники, прочитать отзывы и выбрать наиболее подходящую модель. На сайте можно получить консультацию специалиста и сразу заказать печь от завода изготовителя, минуя наценки дилеров и магазинов.

В интернете есть много предложений об изготовлении и монтаже техники – это самый оптимальный вариант для потребителей. В этом случае производитель несет ответственность не только за возможный брак при изготовлении, но и при выполнении монтажных работ.

Для расчетов можно воспользоваться различными онлайн – калькуляторами, с их помощью потребитель получает конечный результат расчета после введения всех необходимых данных.

Среди производителей выделим несколько ведущих компаний, поставляющих на рынок промышленного и лабораторного оборудования качественную и надежную технику:

Российская компания НПО «ВНИИЭТО» занимает лидирующие позиции на рынке техники для термической обработки металлов, сплавов и керамики. Высокий уровень качества и производства позволяет выполнить промышленные агрегаты с учетом индивидуальных особенностей производства. В каталоге потребитель всегда найдет подходящий вариант лабораторной или для нужд мастерской небольшой печи различной конструкции.

Свыше полувека фирма «Ipsen ipsen» производит вакуумные печи для промышленного предприятия или мастерской. Компанией налажен выпуск универсальных вакуумных печей для термообработки под известным брендом «Titan» и моделями Н2 – Н10. Специалисты выедут по месту и установят печь в течение 1 суток.

Немецкая компания «ALD» производит печи с маркировкой, «vim ic 40e» с высокими производственными характеристиками. Цифровое значение в маркировке может изменяться в зависимости от вида и мощности прибора. Техника используется для обработки тугоплавких сталей и сплавов и выполнения выращивания монокристаллов.

Свыше 15 лет на российском рынке представлена продукция еще одной немецкой фирмы «XERION» – одного из мировых лидеров производителей такой техники.

Среди лидеров выделим компанию «SCHMETZ», выпускающую вакуумную технику для термической обработки с высокой рабочей температурой и плавки материалов в промышленных и лабораторных условиях.

Вывод

Вакуумные печи для улучшения их качества и обработки материалов высокими температурами – это дорогостоящая техника. Поэтому к ее выбору требуется относиться с полной ответственностью.

Всегда покупайте печи у производителей или у компаний – официальных дилеров. Избегайте предложений покупки дорогостоящей техники за половину стоимости – такая покупка может обернуться лишней тратой денег и получением поддельной печи с коротким сроком службы.