Оборудование для термической обработки металлов, виды термообработки. Вакуумные печи для термообработки

Тепловая обработка применяется не только лишь при производстве металлов и сплавов, но в процессе производства железных деталей. Термообработка дозволяет сплаву приобрести нужные характеристики методом конфигурации его структуры в процессе нагрева.

Оборудование для термообработки

Оборудование для термической обработки металлов

Разновидностей оборудования для термической обработки весьма много. Огромное значение для выбора устройства имеет вид термообработки, которые различаются друг от друга способом действия на сплав и приобретенными в итоге процесса качествами.

Есть такие виды термической обработки:

  1. Термомеханическая.
  2. Химико-термическая.
  3. Тепловая.

Термомеханическая обработка предполагает совмещение 2-ух операций сразу: механическое действие на сплав и его нагрев. Для нагрева деталей в процессе металлообработки применяется узкоспециализированное оборудование. Примером такового устройства служит установка для производства рессор, в какой происходит индукционный нагрев, гибка и остывание готового изделия.

Химико-термический способ действия соединяет нагрев сплава с добавлением в его поверхностный слой различных хим частей. Таковая обработка существенно улучшает поверхностную структуру и свойства прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, но просит весьма больших температур и долгого их действия.

Зависимо от вещества, которым насыщают поверхность сплава различают последующие виды химико-термической обработки:

  • цементация либо нитроцементация;
  • азотирование;
  • цианирование;
  • хромирование;
  • алитирование и т.д.

Тепловая обработка изменяет механические характеристики сплава методом воздействия термического излучения различной интенсивности с различным временем выдержки и методом остывания.

Главные виды оборудования для термической обработки:

  • вакуумные печи;
  • вакуумные камеры;
  • литейные печи;
  • установки сварки, пайки, резки;
  • всеохватывающие нагревательные установки;
  • автоматические полосы непрерывного производства и прочее.

Более всераспространенным видом оборудования для термообработки являются вакуумные печи. Они используются в производственном процессе фактически всех компаний и могут употребляться не только лишь для обработки металлов, да и остальных материалов (чугуна, керамики и т.д.). Без камерной вакуумной печи не обойдется ни одна лаборатория.

Оборудование для термообработки

По принципу деяния вакуумные печи бывают:

  • непрерывными;
  • повторяющегося деяния.

Печи повторяющегося деяния употребляются на маленьких предприятиях либо в лабораториях. В главном они имеют камерные либо шахтные конструкции.

По способу нагрева печи различаются:

  • огненные печи;
  • электронные печи.

Крайние больше всераспространены в производстве благодаря способности буквально регулировать режим нагрева.

Огненные печи в качестве источника тепла употребляют газообразное, жидкое либо жесткое горючее. В целях экономии почаще всего используют продукты переработки.

Электронные по способу нагрева делятся на печи сопротивления и индукционные печи. Индукционный нагрев предполагает внедрение токов высочайшей частоты.

Оборудование для термообработки металлов содержит в себе:

  • нагревательные элементы либо узлы;
  • приборы, регулирующие характеристики нагрева;
  • измерительные устройства.

Регулируют режим нагрева сплава особые приборы – пирометры. Они состоят из термопар и гальванометра с градуировкой.

Остывание сплава опосля нагрева также является частью процесса термообработки и имеет огромное значение для приобретения сплавом особых параметров. Принципиальна не только лишь температура, да и скорость остывания. Почаще всего для этого употребляются ванны с водой, маслом либо иными жидкостями. Есть особые виды печей, в каких охлаждающая ванна встроена в общую систему.

Оборудование для термической обработки стали

Для получения добротных механических параметров, сталь опосля разливки подвергается разным видам термообработки.

Главными видами термообработки стали являются:

  • закалка;
  • отжиг;
  • отпуск;
  • нормализация.

Часто для сотворения нужной структуры стали проводиться не одна, а некоторое количество видов тепловых обработок. Потому есть всеохватывающие агрегаты, способные делать несколько операций термической и химико-термической обработки.

Оборудование для термообработки деталей разделяется на несколько типов:

  1. Основное.
  2. Вспомогательное.
  3. Доп.

Основное – это оборудование, в каком проводиться процесс нагрева, выдержки, остывания. К нему относятся печи, нагревательные устройства, закалочные ванны, охлаждающие приборы.

Вспомогательное оборудование служит для сотворения нужных критерий для термообработки, к примеру, устройства для получения защитной атмосферы либо низкого давления.

Доп оборудование не участвует конкретно в процессе нагрева детали, но требуется для окончания разных технологических действий. К ним относятся травильные ванны, моечные установки, машинки гибки и т.д.

В огромных промышленных масштабах тепловое оборудование устанавливается поочередно по технологическим действиям и образует целые агрегаты для термообработки.

Основное оборудование для термообработки

Промежные процессы передачи, транспортировки, измерения и прочее делают автоматические и механизированные системы.

Для нагрева крупногабаритных деталей употребляются печи с выдвижным подом, которые разрешают создавать погрузку и выгрузку при помощи грузоподъемных приспособлений. Длинноватые заготовки греются в шахтных либо колпаковых печах. Конвейерные установки служат для непрерывного производства и неизменной термический обработке деталей.

Конвейерные печи для термообработки

Обилие печей для термообработки просто большущее. Они могут быть разными по размеру, режиму нагрева, конструкции, предназначению. Могут работать при атмосферном давлении, в вакууме либо в атмосфере защитных газов. Потому выбор оборудования рекомендуется проводить беря во внимание все нужные условия.

Приобрести оборудование для термической обработки

До этого чем приобрести оборудование для термообработки нужно проконсультироваться со спецами заводов-изготовителей либо их представителями. Они сумеют учитывать все аспекты по техническим чертам оборудования, требуемым характеристикам и условиям работы.

Интересно почитать:  Угол из оцинкованной стали

Огромное значение на выбор оборудования имеет вид обрабатываемых деталей, их размеры, состав и используемые термо режимы. Принципиально учесть и объемы производства.

Главными производителями оборудования для термообработки являются:

  • REALISTIC (Чехия);
  • MAHLER (Германия);
  • SCHMETZ(Германия);
  • BMI (Франция);
  • СEIA (Италия);
  • IVA (Германия);
  • REMIX (Польша);
  • Накал (Наша родина).

Почти все компании имеют узкоспециализированные направления, к примеру, создают лишь электронные либо лишь камерные печи. Официальные представители производителей находятся в почти всех регионах страны.

Свойство обрабатываемых изделий впрямую зависит от размеренной и высококачественной работы оборудования, потому к его выбору нужно подступать весьма трепетно.

Виды термической обработки стали

Чтоб придать сплавам нужные свойства, прибегают к термической обработке. Завод металлоконструкций ЧЗМК делает закалку и отжиг стали и цветных сплавов.

Предназначение термической обработки

Так как железные конструкции и изделия подвергают различным перегрузкам и испытаниям, они должны быть крепкими, износостойкими, сопротивляться коррозии и иным разрушительным факторам. Чтоб повысить их стойкость, придать остальные нужные характеристики, прибегают к термической обработке, которая меняет физико-механические свойства сплавов. Время от времени это промежный шаг на стадии производства железной продукции, время от времени – конечный.

В процессе происходят важные конфигурации в структуре сплава. Зависимо от избранного вида термообработки, будет различаться и итог. В металлообрабатывающей индустрии при помощи таковых технологий делают сплавы с неповторимыми чертами. Если предназначение термической обработки – повысить податливость, пластичность, опосля нее сплав будет легче резать, придавать ему желаемую форму.

Но некие операции наращивают такие свойства, как твердость, повторяющаяся крепкость. Не считая того, с помощью термообработки удается убрать недостатки, которые вызваны ошибками либо просчетами на прошлых производственных шагах.

Достоинства термообработки металлов

При хорошо избранном режиме и длительности процедур удается достигнуть данных черт. Тепловую обработку ценят за последующие плюсы:

  • возрастает стойкость сплава к износу;
  • за счет улучшения технических характеристик увеличивается срок службы металлоконструкций и изделий;
  • миниатюризируется количество деталей, непригодных к использованию;
  • благодаря увеличению прочности, долговечности и износостойкости сокращаются денежные издержки.

Чтоб стали обрели желаемые характеристики, нужно особое оборудование. Это сверхтехнологичные печи, в каких за счет больших температур достигают мощного нагрева, вызывающего конфигурации в структуре сплава. Но для высококачественной термообработки принципиальна регулировка мощности, остальных опций. Так как любому сплаву требуется собственный температурный режим. Также его подбирают под цели термической обработки – зависимо от того, какие конкретно характеристики необходимо придать стали либо цветному сплаву.

termoobrabotka.jpg

Принцип термической обработки

Хотя процессы различаются температурным режимом, продолжительностью и иными тонкостями, в целом процедура протекает по одному и тому же принципу. Тепловую обработку стали делают в последующей последовательности:

  1. Нагрев.
  2. Выдержка.
  3. Остывание.

Для первого шага очень принципиально буквально подобрать температуру и выполнить нагрев до обозначенного предела. Температурный режим предопределяется тем, предстоит ли работать со сталью либо с иными сплавами, какие конкретно характеристики следует придать сплаву.

Также имеет значение длительность выдержки. Сплавы претерпевают желаемые конфигурации в структуре, лишь когда температура держится в определенном спектре в течение определенного времени.

Скорость остывания – не наименее важная константа. В неких вариантах в работе со сталью при термообработке ее оставляют в печи, где она весьма длительно остывает совместно с оборудованием. Но время от времени требуется наиболее резвое снижение температуры сплава, чтоб в структуре не произошли ненужные конфигурации. Тогда и опосля термической обработки заготовку выставляют остывать на воздухе.

Виды термообработки стали

Имея общий метод действий, компании делают тепловую обработку различными методами. Располагая всего 3-мя инструментами – нагрев, выдержка и остывание, удается решать широчайший круг задач. Если одни виды термической обработки стали предусмотрены для роста ее прочности, то остальные увеличивают пластичность и текучесть. Потому важен профессионализм, точное осознание действий, протекающих в структуре.

Отжиг

К одним из самых нужных видов термообработки относят отжиг, который делают для снижения твердости и снятия внутреннего напряжения. Часто он нужен опосля жаркой обработки стали давлением. К примеру, таковой термической обработке подвергают заготовки опосля ковки, прокатки и штамповки. Время от времени к отжигу прибегают вослед за сваркой. Он же употребляется, если на прошлом шаге работы со сталью допущены ошибки и появились недостатки.

Сущность таковой термической обработки заключается в нагреве выше критичной точки, следующей выдержке и охлаждении. Благодаря этому структура обретает равновесность, потом со сталью проще работать методом резания.

876987609.png

Закалка

Эту тепловую обработку делают, чтоб прирастить твердость сплава. Если гласить о действиях, которые происходят со сталью, то в ее структуре заместо перлита создается мартенсит, проходя через стадию аустенита.

Воздействуя с помощью больших температур на сплав, поначалу достигают аустенитного перевоплощения. Чтоб избежать промежную структуру, заготовку помещают в масло. Там происходит резвое остывание стали до мартенситных перевоплощений. Но дальше понижение температур обязано замедлиться. По другому распад аустенита будет неполным и не получится с помощью термообработки придать стали желаемую твердость.

Интересно почитать:  Определите химический состав конструкционных углеродистых сталей 45

Отпуск

Такую тепловую обработку производят для увеличения пластичности сразу со понижением хрупкости. При всем этом удается сохранить высшую крепкость стали. Отпуск делят на три вида, зависимо от уровня нагрева сплава. Он бывает:

  • низкотемпературным;
  • среднетемпературным;
  • высокотемпературным.

В первом случае тепловую обработку делают, доведя сплав до 250 градусов. В большей степени данный метод применим для закаленной стали. Также низкотемпературному отпуску подвергают инструменты из углеродистых и низколегированных металлов.

2-ой вид подразумевает тепловую обработку стали с нагревом до 350-500 градусов. Он обеспечивает увеличение упругости и выносливости. Улучшается очередное ценное свойство – релаксационная стойкость.

Среднетемпературный отпуск протекает с остыванием в два шага – поначалу в воде, а потом на воздухе. Благодаря этому стали присваивают сжимающие остаточные напряжения, что улучшает выносливость.

otpusk-stali.jpg

Высокотемпературный отпуск – это нагрев до 500-680 градусов. Благодаря данной термической обработке удается скооперировать высшую крепкость с пластичностью и вязкостью. Подобные характеристики в особенности ценятся при производстве деталей, на которые будут выпадать завышенные ударные перегрузки. К примеру, это валы и зубчатые колеса.

Эти виды термообработки приводят к распаду мартенсита. Также в процессе происходит полигонизация и рекристаллизация.

Химико-термическая обработка

Сущность схожих мероприятий заключается в нагреве и выдержке в химически активных средах. Средством таковой термообработки удается поменять хим состав, а не только лишь структуру и характеристики стали.

Процедура показана по отношению к заготовкам, в каких обязана сохраняться твердость поверхности и вязкость сердцевины. Также удается повысить коррозионную стойкость и сопротивление вялости.

Химико-термическую обработку производят, применяя водянистые, твердые и газообразные среды. Зависимо от того, какими субстанциями насыщается сплав, выделяют последующие виды процедур:

  • цементация;
  • азотирование;
  • цианирование и пр.

Если термообработку совмещают с нанесением углерода, как в первом случае, сталям присваивают высшую крепкость и сопротивление истиранию. Процесс происходит с погружением в пылеобразную смесь, в соляные ванны либо в печи с цементирующими газами.

Сущность азотирования заключается в насыщении стали азотом. Термообработку делают в печи, меняя продолжительность процесса, зависимо от подходящей глубины проникания хим вещества.

azotirovanie.jpg

Цианирование подразумевает насыщение углеродом и азотом сразу. Благодаря этому сталям присваивают высшую твердость, стойкость к истиранию и к коррозии. Такую тепловую обработку делают, используя цианистые соли, азотирующие газы, порошки и пасты.

Термомеханическая обработка

Данная методика сравнимо новенькая. Она дозволяет сохранить пластичность, выполнить пластическую деформацию и упрочнить структуру.

Сплав доводят до аустетинтного состояния. При резвом охлаждении начинается формирование мартенсита. В это время делают наклеп аустенита – средством прокатки, штамповки или ковки. Из-за этого и происходит улучшение физико-механических параметров стали.

Зависимо от того, какая употребляется температура, термомеханическая обработка бывает:

  • высокотемпературной;
  • низкотемпературной.

В первом случае превосходят высшую критичную точку, приступают к пластической деформации и завершают закалкой. Во 2-м – поначалу происходит нагрев, потом остывание до температуры, когда сохраняется аустенит, но еще не начинается рекристаллизация. На данной нам стадии производят пластическую деформацию.

Криогенная обработка

Чтоб поменять характеристики металлов, употребляют не только лишь высочайшие, да и низкие температуры. Как и при термообработке, удается снять остаточные напряжения и повысить износостойкость деталей. Возрастает твердость заготовок, их крепкость. В процессе остаточный аустенит трансформируется в мартенсит. Данные мероприятия делают в криогенном микропроцессоре.

D-EQccHWsAA_2Sg.jpg

Используемое оборудование

В тепловых цехах встречаются различные установки. Так как и предназначение термической обработки бывает разным, возникает потребность в нескольких видах печей:

  • шахтные;
  • камерные;
  • вакуумные;
  • с выдвижным подом.

1-ые именуют всепригодными. В их может быть делать термообработку различными методами. В шахтных печах располагаются заготовки хоть какого размера. Сюда посылают детали для нагрева перед закалкой, для отжига и отпуска, для цементации. Наиболее того, в их работают не только лишь со сталями, да и с цветными сплавами.

В камерных печах обрабатывают в большей степени заготовки среднего и маленького размера. Их устанавливают на разных предприятиях и в качестве самостоятельных единиц, и в составе автоматического комплекса.

В вакуумных печах, кроме термической обработки, можно делать пайку, спекание материалов. Оборудование ценят за то, что оно в точности держится данных технологических характеристик. Температура не откланяется от подходящего предела больше чем на 5 градусов. Такие печи употребляются для термической обработки конструкционной стали. В их проходят различные процедуры титановые сплавы, тугоплавкие сплавы.

Печи с выдвижным поддоном в особенности комфортны, когда нужно обработать весьма крупную деталь или узел. Для загрузки и выгрузки стали обычно употребляют особые краны и кран-балки. Но оборудование этого типа имеет значительные недочеты. Во-1-х, оно громоздкое, потому не на любом предприятии найдется место для его установки. Во-2-х, из-за специфичности конструкции высоки теплопотери.

Интересно почитать:  Марка стали для болтов и гаек

pech-s-poddonom.jpg

В главном печи с выдвижным поддоном применимы для отжига сварных конструкций. В их доводят заготовки больших габаритов до аустенитного состояния. Очередной метод внедрения – подготовка для ковки.

Индивидуальности термообработки цветных сплавов

Цветные сплавы требуют особенного подхода к обработке, в отличие от работы со сталями. Личный подход обоснован чертами строения кристаллической сетки. Режим и нрав действия подбирают также с учетом теплопроводимости, хим активности. Но почти все процессы с цветными сплавами протекают в тех же печах, где обрабатывают стали.

Завод металлоконструкций ЧЗМК подвергает термической обработке разные стали, цветные сплавы. Для этого предприятие обустроено различным современным оборудованием. Высочайшая квалификация и профессионализм профессионалов служат залогом прекрасного результата.

Главные виды термической обработки стали: отжиг, закалка, отпуск и нормализация

Для придания железным заготовкам особенных параметров делают тепловую обработку. Разработка зависит от конечных характеристик и параметров сплава, его свойства. На выбор вида термической обработки влияет марка стали, требуемые эксплуатационные свойства конечного изделия.

Виды отжигов

Сущность процесса заключается в нагреве железного изделия и следующего неспешного остывания. В итоге этого улучшается показатель вязкости, достигается хим и структурная однородность. Тепловая обработка способом отжига плохо влияет на твердость стали.

Зависимо от требуемых свойств изделия делают такие виды отжига:

  • Диффузионный. Цель обработки – уменьшение хим неоднородности состава. Поначалу сталь нагревают до температуры +1150°С и в таком состоянии заготовка остается 10-15 часов. Потом делают неспешное (естественное) остывание.
  • Полный. Она производится для штамповочных изделий либо заготовок, изготовленных способом литья либо ковки. Цель – формирование тонкодисперсной структуры. Сталь греется до температуры, превосходящей значение критичной верхней точки на +50°С. Потом происходит неспешное остывание со скоростью не наиболее 75°С (для легированных видов) либо +200°С (для углеродистых марок) в час.
  • Неполный отжиг. Тепловая обработка применяется для уменьшения показателя жесткости и снятия напряжения структуры. Разработка подобна вышеперечисленной, кроме значения наибольшей температуры. Она не обязана превосходить +750°С.
  • Изотермический. Он животрепещущ лишь для легированных видов стали. Температура действия выше критичной точки на 20-30%. Отличия от полного отжига – резвое остывание до +600°С. Методика применяется для оперативной обработки железных заготовок.

Для выполнения этих процедур нужно особое оборудование. Свойство обработки зависит от выполняемых требований. В случае несоблюдения технологии велика возможность возникновения изъянов – пережог.

Закалка

Методика животрепещуща для сотворения неравномерной структуры стали заготовки. Это наращивает твердость, но также увеличивает хрупкость конструкции. Выбор температуры действия зависит от хим состава. Также необходимыми являются скорость остывания и периодичность повторения процедуры.

При выбирании технологии закаливания учитывают последующие причины:

  • Температура обработки. Если она не превосходит критичное значение – закалка относится к группы неполной. Для обработки всей структуры заготовки тепловое действие обязано быть выше точки Асз на 30-40°.
  • Остывание. Оно может производиться стремительно либо медлительно. В первом случае твердость неравномерная, поближе к поверхности. При неспешном охлаждении напряжение структуры выравнивается.
  • Выбор среды для закалки. Почаще всего употребляют соляную ванную либо масло с добавлением особых веществ.
  • Периодичность. Она влияет на распределение жесткости в структуре стали.

Методы закалки рассчитываются персонально для всякого типа изделия. О том, как закаливать и созодать отпуск сплава в домашних критериях, читайте тут.

Отпуск

Для нормализации черт железных заготовок опосля закалки рекомендуется созодать ее отпуск. Его сущность заключается в тепловом действии температурами, при которых не происходит фазового перевоплощения. Итогом данной нам операции будет однородность структуры стали.

Виды отпуска для железных заготовок:

  • Маленький. Применяется для углеродистых видов стали. Наибольшая температура действия — +200°С. В итоге миниатюризируется показатель хрупкости и понижается натяжение в структуре.
  • Средний. Тепловая обработка происходит при +400°С. Разработка нужна для удаления лишнего углерода. При всем этом кристаллическая сетка становится кубической.
  • Высочайший. Температура обработки – до +650°С. Применяется для возникновения хороших черт прочности, вязкости и пластичности.

Определяющим показателем для этого процесса является отпускная хрупкость. Она показывает на степень падения ударной вязкости при резких перепадах температур.

Нормализация железных заготовок

Разработка идентична с отжигом стали. Разница заключается в методе остывания заготовки. Это происходит не в печи, как в первом случае, а на воздухе. В итоге происходит нормализация структуры кристаллической сетки, увеличиваются характеристики прочности и вязкости.

При выполнении этого процесса учитывают такие характеристики:

  • Выдержка. Она охарактеризовывает степень равномерного теплового действия на все слои металлической заготовки.
  • Скорость остывания. Влияет на толщины перлитных пластинок.
  • Поэтапное остывание. В неких вариантах опосля заслуги определенного уровня понижения температуры деталь помещают в масло для оперативного остывания.

Для возникновения подходящих параметров металлической заготовки могут производиться несколько типов термической обработки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector