Термическая обработка металлов представляет собой основу всей металлообрабатывающей сферы. Она обеспечивает создание разнообразных сплавов с уникальной структурой и эксплуатационными характеристиками. Одним из наиболее востребованных видов термообработки является закалка металлов в специальной печи.
Печь для закалки металла
Содержание:
- Закалка в вакуумной печи
- Печь ТВЧ для закалки металла
- Муфельная печь для закалки металла
- Печь термическая для закалки стали
Закалка в вакуумной печи
Закалка металла подразумевает его нагревание до температуры, превышающей те показатели, при которых изменяется кристаллическая решетка. Каждому материалу свойственно свое пороговое значение. Нагретый металл подвергается быстрому охлаждению, преимущественно в воде или масле.
Закалка в вакуумной печи
Закалка цветных металлов осуществляется без полиморфного превращения, черных – с полиморфным превращением. Такая обработка, в особенности, если материал нагревался, охлаждался несколько раз, обеспечивает:
- Повышение твердости материала;
- Уменьшение его пластичности, вязкости.
Для нейтрализации хрупкости и нормализации пластичности, обработка с полиморфным превращением должна сопровождаться отпуском, в результате которого металл в незначительной степени может стать менее прочным. Цветные металлы вместо отпуска подвергают «старению».
В зависимости от температурных показателей различают неполную и полную закалку. Первый вид обработки рекомендуется для воздействия на инструментальную сталь. Второй вид позволяет получить так называемый аустенит – металл с гранецентрированной решеткой.
Закалка в вакуумных печах – эффективная альтернатива традиционным технологиям термообработки. Данный процесс не требует выполнения трудоемких операций. Все его этапы и показатели можно полностью контролировать. Также возможна точная установка и поддержание режимов термической обработки. Это позволяет избежать чрезмерно быстрого нагрева изделия и, как следствие, усиленных термических напряжений, сопровождающихся деформированием. Плюс ко всему исключается возможность обезуглероживания заготовок, а вакуум делает невозможным окисление деталей.
Печь ТВЧ для закалки металла
Один из наиболее эффективных методов поверхностного упрочнения металла – закалка токами высокой частоты или сокращенно ТВЧ. Отличается повышенной производительностью и активно используется на крупносерийных производствах.
Печь ТВЧ для закалки металла
Данная технология базируется на способности переменного электрического тока проходить по поверхности изделия, которое находится в индукторе. В результате этого изделие нагревается. При этом тепло может достигать разных глубин благодаря воздействию магнитного поля. Середина детали прогревается незначительно или не прогревается совсем.
Чем больше частота тока, тем на меньшую глубину он проникает, что обеспечивает получение изделий с малой толщиной закалки. Качество получаемой поверхности также зависит от размеров и формы изделия, используемых металлов и индуктора. У изделия небольших размеров и простых форм этот показатель будет выше.
Закалку ТВЧ осуществляют в специальных индукционных печах. Их основные преимущества:
- Образование тепла непосредственно в металле, его равномерное распределение по поверхности;
- Непродолжительность термообработки и возможность увеличения объемов производства;
- Автоматизация технологических процессов;
- Компактность конструкции, возможность установки на небольших производственных площадях;
- Экологическая чистота и безопасность.
Муфельная печь для закалки металла
Муфельные печи представляют собой универсальные установки для закалки металлов. В данном оборудовании садка изолируется от нагревателей и веществ, которые выделяются при термообработке металлов и металлических изделий.
Муфельная печь для закалки металла
В муфельных установках применяются трехсторонний обогрев, обеспечиваемый нагревателями, которые реализованы на боковых поверхностях и дне. Благодаря этому тепло распределяется более равномерно. Многослойная изоляция способствует минимизации теплопотерь и расхода электрической энергии.
Сотрудники, обслуживающие такие печи, надежно защищены от теплового излучения, поскольку дверь в них, как правило, открывается вверх. Когда дверь начинает открываться, ток автоматически отключается за счет использования специальных датчиков.
Печь термическая для закалки стали
Термической печью называют установку промышленного назначения для выполнения различных процессов термической обработки, в том числе закалки, металлов. В зависимости от метода работы такие установки бывают периодическими и непрерывными.
Печь термическая для закалки стали
В машиностроении при индивидуальном или мелкосерийном производстве распространено преимущественно периодическое термическое оборудование, в крупносерийном – непрерывное. Для применения в литейных, термических и пр. цехах машиностроительных предприятий используют установки с выкатным подом. Вертикальные и ямные печи – оптимальный вариант для тяжелого машиностроения, где обрабатываются изделия больших размеров.
Несущая часть печей, используемых для закалки, являет собой комбинацию металлического профиля с листовым металлом, соединенных с помощью сварки. На их поверхность наносится порошкообразная термостойкая краска. Рабочая камера установки, как правило, надежно изолируется.
Во время закалки стали в печи изделие сначала нагревают до требуемой температуры до получения чистого аустенита. Во избежание развития коррозий в установке может использоваться экзотермический газ.
После закалки металл быстро охлаждают, что не допускает миграции атомов углерода к выгодным положениям в решетке. Охлаждение в этом случае снижает скорость атомов, что мешает им перемещаться.
Увеличение износостойкости и показателей прочности металлов и сплавов, снижение количества некачественных деталей машин, инструментов при производстве в результате их закалки способствуют все большему распространению специальных печей для термообработки на производственных предприятиях.
