Vákuová pec: účel, špecifikácie

2025 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-24 13:24

Technologické procesy výroby a spracovania rôznych materiálov často zahŕňajú štádium tepelnej expozície. Týmto spôsobom sa vykonáva vytvrdzovanie, sušenie pri vysokých teplotách, spájkovanie a ďalšie postupy. Nie vždy je možné realizovať takéto opatrenia v konvenčných peciach, dokonca ani na priemyselné účely. Obmedzenia môžu byť spojené s neprípustnosťou kontaktu so vzduchom. Preto sa na vyriešenie takýchto problémov používa vákuová pec, ktorej spracovanie zároveň eliminuje procesy nadmernej deformácie a deformácie obrobkov.

Účel a rozsah vákuových pecí

Operácie vákuového tepelného praženia sa používajú v strojárstve a výrobe nástrojov, v stavebníctve, v rôznych priemyselných odvetviach atď. Napríklad pri výrobe nástrojov sa pomocou takejto jednotky vykonáva činnosť odplyňovacích prvkov, ktoré neskôr sa stanú komponentmi rôznych zariadení. V rámci toho istého smeru umožňuje vákuová pec kvalitné spájkovanie a finálne utesnenie jednotlivých sekcií na doskách elektrických obvodov.

Rozšírená je aj prevádzka spekania. S jeho pomocou pri konštrukcii a výrobe, nevyhnutnévýkon keramických výrobkov, tvrdých zliatin, žiaruvzdorných kovových práškov atď. Samostatne stojí za zmienku hutnícky priemysel, ktorý sa tiež zaujíma o operácie tepelného spracovania. Napríklad vákuová pec umožňuje uskutočňovať kalenie, starnutie a temperovanie zliatin. Rôzne ocele, bronz a horčík môžu byť podrobené takémuto spracovaniu.

Hlavné špecifikácie

Výkon konštrukcie pece sa často stáva hlavným kritériom pri výbere modelu. V tomto prípade majú inštalácie potenciál 3 až 20 kW. Navyše tento ukazovateľ v minimálnej miere ovplyvňuje kvalitu a účinnosť pri tepelnej expozícii. Výkon sa spravidla zvyšuje so zvyšovaním objemu nákladu, čo už závisí od rozmerov konštrukcie. Takže v štandardných priemyselných modeloch tohto typu môžete v priemere naložiť od 15 do 40 kg materiálu. Existujú však aj jednotky, ktoré umožňujú naraz podávať až 100 kg. Indukčná taviaca pec so strednými vlastnosťami je schopná obslúžiť až 9000 kg za jednu zmenu. Pokiaľ ide o kvalitu a účinnosť nárazu vo vnútri komory, teplotný rozsah by sa mal brať priamo do úvahy. Teplota sa pohybuje od 1800 do 2000 °C.

Proces tavenia

Technológia v tradičných jednotkách je založená na pôsobení oblúkového výboja. Dochádza ku kontaktu medzi elektrickým prúdom a zmesou plynov. Ďalej, výsledný oblúk v dôsledku vysokejkoncentrácia vo vákuu poskytuje zvýšený tepelný účinok. Aj pri nízkom výkone dokáže vákuová oblúková pec roztaviť oceľové predvalky.

V súvislosti s materiálom existujú dva princípy prenosu tepla. Ide o priamy a nepriamy vplyv. V prvom prípade oblúk generuje energiu medzi elektródou a obrobkom, ktorý v tejto konfigurácii dostáva maximum tepla. Nepriamy ohrev zahŕňa prácu s dvoma elektródami, ktoré pôsobia na objekt v určitej vzdialenosti. Je zrejmé, že vákuová pec s priamym prenosom tepla je efektívnejšia, ale toleruje vyššie percento negatívnych faktorov tepelného spracovania.

Rôzne pece

Základným modelom konštrukcie vákuovej pece je oblúková štruktúra opísaná vyššie. Pomocou takéhoto zariadenia je možné obsluhovať väčšinu druhov zložitých kovových zliatin, vrátane žiaruvzdorných výrobkov. Ďalšou variáciou je indukčná taviaca pec, ktorá má naklonený téglik. Práve v tégliku sa realizuje proces pretavovania materiálu naloženého do pracovnej komory. Indukčný princíp činnosti sa považuje za najdrahší na údržbu, preto sa používa menej často a len vtedy, keď je potrebné pracovať so zložitými kovmi. Jednotka s elektrónovým lúčom patrí medzi špeciálne typy vákuových pecí. Takéto zariadenie vyrába na výstupe rafinované zliatiny a kovové ingoty. Konštrukčne je zariadením tepelná pištoľ, ktorá sa pomocou nasmerujeexpozícia využíva odpálenie produktu lúčom.

Výhody a nevýhody vákuových pecí

V porovnaní s konvenčnými pecami na tepelné spracovanie umožňuje vákuum vysoko efektívne tepelné spracovanie obrobkov. Obsluha má zároveň možnosť flexibilného nastavenia parametrov ohrevu, čo napríklad zabezpečuje vákuová indukčná pec s téglikom. Medzi výhody takýchto štruktúr patrí možnosť získania relatívne čistého kovového materiálu. To znamená, že samotná technológia eliminuje nadmernú kontamináciu poľa cudzorodými časticami - produktmi tepelného spracovania.

Pokiaľ ide o nedostatky, sú spojené s nízkym zdrojom častí, ktoré tvoria štruktúru. Nejde ani tak o chyby v materiáli základných prvkov, ale o drsné podmienky, ktoré sú potrebné na zabezpečenie produktívneho tepelného spracovania a ktoré ovplyvňujú štruktúru pracovných plôch. Okrem toho je pre niekoľko podnikov k dispozícii vákuová pec, ktorej priemerná cena je 500 - 700 tisíc rubľov. Vysokokvalitné spekanie a tavenie je však drahé a obmedzuje jeho použitie.

Producers

Vákuové pece dodávajú iba veľké podniky spolupracujúce s inštitútmi pre návrh a vývoj priemyselných zariadení. Kvalitné agregáty tohto typu dnes na domáci trh dodávajú zahraniční výrobcovia SCHMETZ a XERION. Tieto produkty sú orientované ako na vykonávanie typických tepelných operácií, tak aj na špecializované úlohy ako naprdifúzne žíhanie. Moskovský závod priemyselných zariadení, ktorý sa špecializuje na výrobu vákuových elektrických pecí, ponúka aj jednotky, ktoré sú hodné vlastností. S pomocou takéhoto zariadenia môže majiteľ vykonávať temperovanie kovov, spekanie a štandardné tepelné procesy. Automatické modely ponúka závod Spetszhelezobeton Plant, ktorý vyvíja vysokovákuové jednotky s objemovými plniacimi komorami.

Záver

Príklad technológie vákuového žíhania ukazuje, že nové riešenia sa počas prevádzky nie vždy osvedčia. Hoci sa ten istý moskovský závod priemyselných zariadení snaží optimalizovať jednotky pre potreby širokého spektra spotrebiteľských podnikov, vysoké náklady na vákuové tepelné spracovanie pre mnohých potenciálnych zákazníkov robia túto metódu nedostupnou. Odmietnutie takýchto pecí je spôsobené nielen ich nákladmi, ale aj nedostatkom potreby získať vysokokvalitný produkt. Vyspelé spoločnosti pôsobiace v high-tech odvetviach sa však už bez použitia takéhoto tepelného spracovania nezaobídu.