Печь для закалки металла

Типы печей для закалки металла

Печь для закалки металла — это промышленная печь, используемая для закалки металлов путем их нагрева до высоких температур с последующим охлаждением с контролируемой скоростью. По сути, это процесс отжига металлов. Существует множество различных типов печей для закалки металла, каждая из которых использует разные методы для достижения желаемой твердости металла. Ниже приведены некоторые из этих печей:

• Плазменная закалочная печь

  Плазменная закалочная печь использует плазменно-дуговую сварку (PTA) для закалки различных металлов. По сути, это ионизированный газ, обладающий электрической проводимостью. Затем эта плазма используется для создания специального покрытия на металлических заготовках с целью повышения их износостойкости. Одно из удивительных преимуществ использования плазменной закалочной печи заключается в том, что она позволяет закалить определенную область заготовки, не затрагивая состав всего материала.

• Печь для закалки с индукционным нагревом

  Эта печь использует электромагнитную индукцию для прямого нагрева заготовок до достижения ими температуры закалки. После достижения требуемой температуры заготовка быстро охлаждается в закалочной среде, которая может быть водой или маслом. Печь для закалки с индукционным нагревом позволяет точно контролировать процесс нагрева и закалки, что приводит к очень стабильным и повторяемым результатам.

• Вакуумная закалочная печь

  Эта печь закаливает металлы путем их нагрева в вакуумной среде. Вакуумная закалочная печь предотвращает окисление, что обеспечивает стабильную и равномерную твердость по всей заготовке. Она также поддерживает высокий уровень чистоты заготовки, предотвращая газовое загрязнение в процессе закалки.

• Колокольная закалочная печь

  Как следует из названия, этот тип печи имеет колоколообразную загрузку. По сути, это высокотемпературная печь, используемая для закалки стали. Колокольная закалочная печь делает это за счет цементации или азотирования стали для повышения ее твердости и прочности. Она в основном используется в автомобильной промышленности для обработки различных шестерен, поршневых колец, коленчатых валов и шатунов.

• Печь для закалки с сетчатой лентой

  Это непрерывная печь, которая использует сетчатую ленту для транспортировки заготовок через различные температурные зоны для закалки. Она идеальна, когда необходимо закалить большое количество заготовок одновременно. Процесс закалки в печи с сетчатой лентой происходит одновременно с процессом закалки, что позволяет обеспечить высокую производительность с минимальными перерывами в работе.

• Печь для закалки с нижней тележкой

  Это пакетная закалочная печь, в которой используется тележка с металлической загрузкой внизу. После достижения требуемой твердости тележка закаляется для охлаждения. Несмотря на то, что этот процесс более медленный и трудоемкий, чем другие, он все же обеспечивает высокую универсальность.

Технические характеристики и обслуживание печей для закалки металла

• Температурный диапазон

  Температурный диапазон печи для закалки металла варьируется в зависимости от типа и назначения печи. Разные металлы имеют разные температурные диапазоны, влияющие на их твердость. Например, углеродистая сталь обычно нагревается от 800 до 1200 градусов Цельсия. Кроме того, назначение закалки определяет, какой температурный диапазон подходит. Например, поверхностная закалка предполагает нагрев при относительно низких температурах.

• Размер печи

  Размер печи для закалки металла влияет на то, какой вес она может выдерживать. Более мелкие печи могут закаливать до 1000 кг металла за один раз, в то время как более крупные могут обрабатывать более 5000 кг.

• Электропитание

  Печь для закалки металла питается от сети или газовых установок. Электроэнергия от сети поступает в виде переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Поставщики электроэнергии используют однофазный или трехфазный ток в зависимости от размера печи. Например, более мелкие печи могут использовать 220 вольт, а более крупные промышленные печи — 380 вольт. Газовые печи имеют горелки, сжигающие природный газ или пропан.

• Система охлаждения

  Это механизм, с помощью которого металл охлаждается после закалки. Некоторые печи используют масляные ванны для охлаждения, другие — водяные ванны или воздух. Использование воды обычно означает погружение металла в бак, заполненный водой. Закалочные печи с масляным охлаждением охлаждают металл, погружая его в масло. Водяная закалка подходит для сталей с низким содержанием углерода, в то время как масло лучше работает со сталями с высоким содержанием углерода.

• Контроль атмосферы

  Некоторые печи позволяют контролировать газы внутри камеры во время нагрева. Например, вакуумные печи удаляют кислород из камеры, чтобы не происходило окисления. Давление в вакуумной печи может варьироваться от 10 бар до 0,001 мбар в зависимости от того, какая реакция требуется в камере.

Печи для закалки металла нуждаются в уходе, чтобы они могли выполнять свои задачи в течение долгого времени. Вот несколько советов по техническому обслуживанию:

• Регулярный осмотр

  Операторы должны осматривать все части закалочной печи ежедневно. Они должны проверять нагревательный элемент, изоляцию, систему управления, систему уплотнения, систему охлаждения и все, что они могут увидеть. При проверке этих компонентов они должны искать признаки износа, повреждений, утечек, закупорок, окисления и других проблем. Если они замечают что-то необычное, они должны немедленно произвести ремонт или замену.

• Очистка

  Печи закаливают металлы, и со временем в них неизбежно накапливаются примеси и загрязнения. Если их не удалять, они могут повлиять на производительность и качество печи и металла. Регулярная очистка поможет предотвратить накопление грязи, которая могла накопиться. Она также повысит эффективность печи, обеспечивая равномерный нагрев с правильной скоростью.

Сценарии использования печей для закалки металла

Печь для закалки металла играет важную роль в машиностроительной промышленности и других секторах. Ее применение разнообразно в зависимости от конкретных требований.

• Инструментальная и штамповочная промышленность

  Инструментальные компании должны производить режущие инструменты, формы, штампы и сверла с длительным сроком службы. Они также должны изготавливать эти изделия с острыми кромками для точной резки. Поэтому они используют печи для закалки металла, чтобы повысить твердость/прочность изготавливаемых ими инструментов для удовлетворения различных отраслевых применений.

• Авиакосмическая промышленность

  Авиакосмическая промышленность использует сплавы и металлы, подвергнутые высокотемпературной закалке, для таких деталей, как шасси, лопатки турбины и компоненты двигателя. Эти применения требуют максимальной прочности, коррозионной стойкости и долговечности. Поэтому авиакосмическая промышленность использует печи для закалки металла, чтобы закаливать эти металлы и сплавы при высоких температурах, чтобы сделать их пригодными для авиакосмических применений.

• Автомобильная промышленность

  Автомобильная отрасль использует цементационные печи для закалки металла, чтобы увеличить долговечность основных автомобильных компонентов, таких как карданные валы, шестерни и коленчатые валы. Из-за высокой износостойкости и напряжения, которые испытывают автомобильные детали во время использования, они должны быть прочными. Поэтому автомобильная промышленность цементирует или закаливает металлические шестерни с помощью цементационной печи для закалки металла. Это повышает твердость, обеспечивает высокую прочность и износостойкость.

• Строительная промышленность

  Тяжелая строительная техника и оборудование часто используются ежедневно. Из-за этого они подвергаются постоянному движению и эксплуатации и, следовательно, должны быть очень прочными. Поэтому строительная отрасль полагается на печи для закалки металла, чтобы иметь строительное оборудование и тяжелую технику, способную выдерживать повседневные нагрузки.

• Производство медицинского оборудования

  Медицинское оборудование должно быть исключительно точным при изготовлении медицинских приборов, таких как хирургические инструменты, диагностические аппараты и имплантируемые устройства. Кроме того, хирургические инструменты должны быть изготовлены с максимальной прочностью. Поэтому производство медицинского оборудования использует печи для закалки металла, чтобы увеличить прочность и долговечность своих инструментов и оборудования.

Как выбрать печи для закалки металла

• Требуемая твердость:

  Существуют различные печи для закалки металла, доступные в зависимости от изделий, которые необходимо закалить. Например, высокочастотные печи для закалки металла прекрасно подходят для коррозионно-стойких шестерен, валовых сталей и инструментальных сталей. Печи для индукционной закалки отлично подходят для таких изделий, как трубные резьбы, подшипниковые кольца, зубья шестерен, валы и полости инструментальной стали.

• Инвестиции против компенсации:

  Тип печи, который выберет потребитель, будет зависеть от типа бизнеса и обслуживаемых клиентов. Высокочастотные печи быстрее и эффективнее, что может понравиться клиентам, желающим повысить производительность. Однако высокочастотные печи не выдерживают таких больших нагрузок, как печи средней и низкой частоты. Индукционная закалка имеет очень высокую скорость нагрева металла, что делает ее подходящей для крупносерийного производства.

  Печь для поверхностной закалки стоит меньше для закалки металла, но она увеличит расходы на сжигание газа и электроэнергии. В долгосрочной перспективе для компании может быть более выгодно инвестировать.

  Тем не менее, рекомендации по проверке твердости высокой, средней и низкой частоты и инвестиции таковы:

• Высокая частота:

  Прекрасно подходит для поверхностной закалки низколегированных и углеродистых сталей, таких как 304, 316, 314, 321, 347, 317L, 614, 631, 17-4PH и т. д. Достигается слой твердости толщиной 1-3 мм на таких изделиях, как инструментальная сталь. Глубина закалки варьируется в зависимости от изделия. Виды закалки включают в себя:

  (а) высокочастотные индукционные закалочные печи

  (б) печи для цементации

• Средняя частота:

  Более универсальна, и на таких изделиях, как чугун и легированная сталь (например, инструментальная сталь), можно достичь глубины закалки от 3 до 20 мм. Кроме того, средние частоты лучше подходят для достижения следующего:

  (а) закалки онлайн, когда изделие непрерывно подается в печь и закаляется.

  (б) полуавтоматической закалки, которая обычно используется для штамповки и сфер.

  Более рентабельно по скорости обработки для таких изделий, как штамповка, подшипники из металлических сфер и легкие трубы. Типы закалочных устройств средней частоты включают в себя:

• Низкая частота:

  Подходит для глубокой закалки (20-75 мм) и для крупных тяжелых изделий, таких как тяжелые шестерни, турбинные роторы, оси, валы и сосуды под давлением. Она также поддерживает большие объемы производства, и низкая частота прекрасно подходит для:

• Вакуумная закалочная печь:

  Дорогостоящая, но необходимая инвестиция, когда необходимо закаливать металлы, требующие температуры не выше 1000 градусов Цельсия, или когда требуется контролируемая и защищенная камера в отсутствие воздуха. Удаление кислорода предотвращает окисление. При использовании смеси H2/NH3 она также является отличным декарбонизирующим агентом. Отсутствие кислорода делает закаленную поверхность стали привлекательной и чистой как снаружи, так и изнутри и подходит для таких изделий, как металлические электротехнические компоненты, авиакосмические детали, автомобильные детали, инструменты и литейные формы.

Вопросы и ответы

В1 Какие типы металлов можно закаливать с помощью печи для закалки металла?

Печь для закалки металла предназначена для закалки различных типов металлов. Однако типы металлов, которые можно закаливать, зависят от конструкции печи. Как правило, такие металлы, как стальной сплав, чугун, титан, вольфрам и углерод, можно закаливать с помощью печи для закалки металла.

В2 Можно ли использовать печь для закалки металла для других процессов, таких как отжиг или отпуск?

А2 Многие современные печи для закалки металла спроектированы для многофункционального использования. Их можно использовать для закалки, а также для отжига, отпуска, цементации, азотирования, закалки и других процессов. Однако устройство должно быть правильно откалибровано, чтобы гарантировать, что его можно безопасно использовать для таких целей без регулировки или изменения настроек.

В3 Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с печью для закалки металла?

А3 При работе с печью для закалки металла всегда используйте средства индивидуальной защиты, такие как жаропрочные перчатки, защитные очки, защита для ушей и щиток для лица. Обеспечьте надлежащую вентиляцию, чтобы предотвратить воздействие вредных газов, и всегда следуйте инструкциям производителя.

В4 Можно ли модернизировать устаревшие или устаревшие печи для закалки металла до современных технологий?

А4 Да, возможно модернизировать или усовершенствовать даже устаревшие печи для закалки металла до современных технологий, установив новые системы управления, газовые горелки или даже теплоизоляционные материалы. Однако осуществимость такой модернизации будет зависеть от конкретного состояния устройства, его возраста и конструкции.