Суббота, 30 Ноябрь 2013 10:30

Современные технологические решения для химико-термической обработки

Автор 
Оцените материал
(16 голосов)

Многие специалисты по термообработке согласятся с тем фактом, что оборудование для химико-термической обработки намного старше, чем оборудование на участках лезвийной обработки. Общепринятая практика показывает, что основные средства на современных предприятиях уходят на модернизацию и закупки  новых станков для механической обработки, а скудные средства остаются на  поддержание существующего термического оборудования.

ХТО

 

Печи для химико-термической обработки, как правило, ремонтируются до рабочего состояния и снова запускаются в работу. При ремонте зачастую значение придавалось лишь функционированию оборудования, но не обеспечению технологических параметров химико-термической обработки.

 Все возрастающие требования к деталям и стремление рационально организовать производство изменили мнение о второстепенности роли термического оборудования. После оценки состояния оборудования и ознакомления с современными достижениями технологий термообработки нередко единственным правильным решением является полная замена существующего оборудования на новое, для чего нужна грузоперевозка.

В этом случае перед специалистами ставят непростую задачу – подобрать новое оборудование для всего цеха или участка. Специалисты многих компаний рекомендуют руководствоваться следующим принципом: не просто менять старое оборудование на аналогичное, но более новое, а выбирать оборудование с точки зрения применения современных технологий термообработки.

К примеру, на производстве применялся процесс закалки: нагрев без защитной атмосферы в камерной печи с закалкой в стоящей рядом закалочной ванне. Перенос садки осуществляется вручную, время переноса полностью зависит от действий рабочего, обслуживающего оборудование.

Все возникающие в процессе термообработки последствия – поводки, окалина удалялись последующей механической обработкой. Если взглянуть на это процесс с современной точки зрения, то получаем:

  1. процесс равномерного нагрева в защитной контролируемой атмосфере,
  2. перенос садки в среду закалки осуществляется автоматически,
  3. перенос садки в среду закалки без контакта с атмосферой,
  4. само масло в закалочной ванне перемешивается для равномерного охлаждения.

Результат такой закалки

значительно снижаются деформации, возникающие в процессе закалки.

исключение последующей механической обработки

либо существенное снижение объема требуемых механических операций.

 

Стабильный, предсказуемый результат термообработки благодаря строгому автоматизированному контролю технологических параметров (равномерность температуры ±3°С, контроль углеродного потенциала ±0,05%);

 возможность проведения практически всех процессов термообработки (закалка в различных средах – масло, вода, соль, газ, цементация, нитроцементация, азотирование, карбонитрирование, отжиг, отпуск, обработка холодом) на едином комплексе оборудования, управляемом одним оператором

 Универсальность оборудования достигается за счет модульной системы: печные модули с контролируемой атмосферой предназначены как для проведения процессов химико термическая обработки в защитной атмосфере

 Благодаря разделению системы печной модуль/закалочная ванна, печной модуль может работать с несколькими закалочными ваннами с различными средами, а одна закалочная ванна может работать с несколькими печами

Современное оборудование позволяет снизить эксплуатационные расходы: благодаря тому, что печи подвижны и смещаются в позицию над закалочной ванной, садка непосредственно из атмосферы печи попадает в закалочную среду без контакта с атмосферой и без потери температуры. При этом не используется промежуточный шлюз и таким образом, мы получаем значительное снижение расхода энергоносителей и технологических сред.

Если возникает необходимость увеличения производительности при проведении процесса закалки, добавляются только новый печной модуль, который будет работать с существующей закалочной ванной, и этим вдвое увеличивает программу выпуска.

Также несложно добавить и новый процесс термообработки: закалочную ванну с водой к существующей масляной ванне и уже существующая у заказчика печь будет работать с двумя закалочными средами.

Необходимо использовать при химико термической обработке  моечные машины, и устройства загрузки/выгрузки (ручной манипулятор или автоматическое/полуавтоматическое устройство), а также загрузочную оснастку, то единый комплекс, составленный из модулей в зависимости от потребностей, способен полностью заменить все существующее оборудование.

Особенно такая замена эффективна при замене камерных печей. Как правило, делается прорыв не только в получении стабильного результата химико-термической обработки, но и переходит на новый уровень организации процесса производства с точки зрения условий труда и эффективности производства.

Опубликовано в Новости машиностроения

Последнее от Дмитрий Сергеевич

4 комментарии

  • Комментировать Владимир Кузнецов Четверг, 12 Декабрь 2013 05:52 написал Владимир Кузнецов

    Интересное решение, только хочется подробней про режимы узнать

  • Комментировать Смирнов Антон Среда, 03 Декабрь 2014 12:23 написал Смирнов Антон

    Давно пользуемся химико-термической обработкой на производстве, но такого способа не знали, спасибо Вам за статью

  • Комментировать Ярослав Шураев Пятница, 09 Январь 2015 08:52 написал Ярослав Шураев

    Для достижения необходимой толщины диффузионного слоя нужна очень высокая температура процесса насыщения, а также большая длительность выдержки при этих температурах, для улучшения качества

  • Комментировать Максим Четверг, 25 Август 2022 12:04 написал Максим

    Как работает процесс термообработки металла?

    Хотя существует несколько видов процессов термообработки металла (мы обсудим их далее в статье), все они следуют сходным стадиям. Этими этапами обычно являются:
    1. Стадия нагрева, где металл нагревается до определенной температуры.
    2. Стадия замачивания, при которой материал удерживается при определенной температуре в течение заданного периода времени.
    3. Стадия охлаждения, где металл охлаждается до комнатной температуры.
    Более подробно мы обсудим их ниже.
    Стадия нагрева
    Первым шагом является нагрев металла до необходимой температуры. На этом этапе важно убедиться, что материал нагревается равномерно. Именно поэтому нагрев выполняется медленно.
    Если нагревать металл неравномерно, некоторые участки могут расширяться быстрее, чем другие, что приводит к трещинам и деформациям.
    Скорость нагрева выбирается исходя из следующих переменных:
    Теплопроводность металла – чем выше проводимость, тем быстрее материал будет нагреваться;
    Состояние материала – если металл уже был закален или напряжен ранее, он должен нагреваться медленнее, чем материал, который этого не сделал;
    Размер и поперечное сечение материала – более крупные детали с неравномерным сечением необходимо нагревать медленнее, так как существует риск чрезмерного коробления и растрескивания.

    Стадия замачивания
    Перед охлаждением металл проходит процесс замачивания. Его цель состоит в том, чтобы удерживать материал при определенной температуре до тех пор, пока он не изменит свою структуру на желаемую.
    Время, в течение которого металл «пропитывается», называется «периодом замачивания». Инженеры определяют его на основе химического анализа и массы металла.
    Стадия охлаждения
    Наконец, есть стадия охлаждения, во время которой металл охлаждается до комнатной температуры. Способ охлаждения будет зависеть от металла. В большинстве случаев ему понадобится охлаждающая среда – в жидкой, твердой, газовой форме или их комбинации.
    Металл и среда также влияют на скорость охлаждения и способ. Например, можно использовать закалку. Он включает в себя быстрое охлаждение металла с использованием воздуха, масла, воды, рассола или другой среды. Например, закалка водой часто используется при работе с медью.
    Тем не менее, важно отметить, что закалка может расколоть или деформировать некоторые металлы. Как правило, закалка водой может быть использована для охлаждения углеродистой стали, тогда как более медленные методы лучше закалять легированную сталь.
    Каковы типы термообработки металла при механической обработке?
    Как уже говорилось ранее, существует несколько видов термообработки. И хотя все они следуют аналогичным процессам нагрева, замачивания и охлаждения, все они имеют разные цели в механической обработке.
    Четыре типа термической обработки металла:
    закалка
    отпуск
    отжиг
    и нормализация.
    Закалка
    Закалка – это процесс нагрева металла до определенной температуры и закалки его как можно быстрее.
    Металл сначала нагревают до температуры, при которой элементы, присутствующие в металле, переходят в раствор мелких частиц, укрепляя материал. Быстрое закалка помогает улавливать эти частицы в растворе.
    Целью этого процесса является укрепление металла. Закалка также делает металл более хрупким, одновременно уменьшая его пластичность. Именно поэтому рекомендуется закалять металл после закалки.
    Отпуск
    Как и закалка, целью закалки является повышение устойчивости стали. В этом случае, однако, металл нагревается до температуры ниже критической точки, что сохраняет твердость при одновременном снижении хрупкости.
    Это помогает снизить твердость, вызванную закалкой, позволяя техническим специалистам развивать новые физические свойства металла. По этой причине закалка часто следует затвердеванием во время процессов термообработки.
    Отжиг
    Во время процесса отжига металл нагревают до определенной температуры, удерживая его в этой температуре для преобразования, а затем охлаждая его.
    Отжиг подходит для таких металлов, как алюминий, сталь, медь, серебро и латунь, и его целью является снижение твердости металла при одновременном повышении его пластичности. Другими словами, отжиг является противоположностью закаливания.
    Что касается процесса охлаждения, то он может быть быстрее при отжиге серебра, меди или латуни. Однако при работе со сталью охлаждение должно происходить медленно и постепенно, чтобы быть эффективным.
    Нормализация
    Нормализация является, по сути, еще одной формой отжига. Разница в том, что металл нагревается до более высокой температуры.
    После нагревания металл удерживается при этой критической температуре до трансформации, а затем воздух охлаждается. Процесс приводит к уменьшению аустенитных зерен, а воздушное охлаждение помогает производить ферритные и более рафинированные зерна.
    Целью нормализации является снятие внутренних напряжений с металлов, которые могут привести к разрушению металла, если о нем не позаботиться. Как только металл нормализуется, технические специалисты используют упрочнение для укрепления материала и обеспечения успешного производственного процесса.
    Почему металлы подвергаются термической обработке?
    Термическая обработка металлов является обязательной частью металлообработки. Без этого процесса производство деталей для устройств и оборудования было бы невозможно, так как тогда они не функционировали бы должным образом.
    Термическая обработка гарантирует, что металлы, такие как сталь и алюминий, достаточно прочны, чтобы выдерживать конкретные применения. Например, термообработанные металлы используются в самолетах, автомобилях и других продуктах, которые полагаются на металлы с повышенной прочностью и сопротивлением.
    Процессы термообработки также повышают долговечность металлов. Именно поэтому термообработанные металлы стали ядром экономичных машин, так как они более эффективны и менее подвержены повреждениям.
    Однако термическая обработка металла обеспечивает не только преимущества применения. Он также предлагает многочисленные преимущества для производителей. Например, процесс термообработки снимает внутренние напряжения внутри материала, что значительно облегчает сварку или обработку.
    Если бы мы обобщили все преимущества процессов термообработки, то в список вошли бы следующие:
    Повышенная прочность материала, делая его более пластичным и гибким;
    Снижение внутренних напряжений, что облегчает сварку или обработку материала;
    Улучшенная хрупкость;
    Введены износостойкие свойства материала;
    Улучшены электрические и магнитные свойства металлов.
    Ключевые выводы
    Подводя итог, термическая обработка металлов – это процесс нагрева, замачивания и охлаждения материала. В процессе термообработки металл изменяет свою микроструктуру, что приводит к повышению прочности, долговечности, хрупкости и гибкости.
    Существует несколько типов металлических тепловых процессов, наиболее распространенными из которых являются закалка, отпуск, отжиг и нормализация. И хотя все они следуют одним и тем же процессам, их цели различны.
    Термическая обработка имеет жизненно важное значение для улучшения механических свойств металла, что приводит к улучшению совместимости материала с другими материалами и деталями.

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии
Наверх