فرن الفراغ: الغرض والمواصفات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

غالبًا ما تشتمل العمليات التكنولوجية لإنتاج ومعالجة المواد المختلفة على مرحلة التعرض للحرارة. بهذه الطريقة ، يتم إجراء عمليات التصلب والتجفيف في درجات حرارة عالية واللحام وغيرها من الإجراءات. ليس من الممكن دائمًا تنفيذ مثل هذه الإجراءات في الأفران التقليدية ، حتى للأغراض الصناعية. قد تترافق القيود مع عدم جواز ملامسة الهواء. لذلك ، لحل مثل هذه المشاكل ، يتم استخدام فرن تفريغ ، حيث تقضي المعالجة أيضًا على عمليات التشوه والتواء المفرط لقطع العمل.

الغرض ونطاق الأفران الفراغية

تُستخدم عمليات التحميص الحراري بالفراغ في الهندسة الميكانيكية وصنع الأدوات ، وفي صناعة البناء ، وفي الصناعات المختلفة ، وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، في صناعة الأدوات ، باستخدام مثل هذه الوحدة ، يتم تنفيذ تشغيل عناصر التفريغ ، والتي أصبحت فيما بعد مكونات لمعدات مختلفة. في إطار نفس الاتجاه ، يسمح الفرن الفراغي بلحام عالي الجودة وختم نهائي للأقسام الفردية على لوحات الدوائر الكهربائية.

عملية التلبيد واسعة الانتشار أيضًا. بمساعدتها في البناء والإنتاج ، ما هو ضروريأداء منتجات السيراميك ، والسبائك الصلبة ، ومساحيق المعادن المقاومة للحرارة ، إلخ. بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى صناعة المعادن ، والتي تهتم أيضًا بعمليات المعالجة الحرارية. على سبيل المثال ، يتيح فرن التفريغ إمكانية إجراء عمليات التبريد ، والتقادم ، وتقسية السبائك. يمكن تعريض أنواع مختلفة من الفولاذ والبرونز والمغنيسيوم لمثل هذه المعالجات.

المواصفات الرئيسية

غالبًا ما يصبح أداء تصميم الفرن المعيار الرئيسي لاختيار النموذج. في هذه الحالة ، تبلغ قدرة التركيبات من 3 إلى 20 كيلو واط. علاوة على ذلك ، يؤثر هذا المؤشر على الجودة والكفاءة إلى حد أدنى عند توفير التعرض للحرارة. كقاعدة عامة ، تزداد الطاقة مع زيادة حجم الحمل ، والذي يعتمد بالفعل على أبعاد الهيكل. لذلك ، في النماذج الصناعية القياسية من هذا النوع ، يمكنك تحميل ما بين 15 إلى 40 كجم من المواد في المتوسط. ولكن هناك أيضًا وحدات تسمح لك بتقديم ما يصل إلى 100 كجم في المرة الواحدة. فرن الصهر بالحث ذو الخصائص المتوسطة قادر على خدمة ما يصل إلى 9000 كجم في وردية واحدة. بالنسبة لجودة وفعالية التأثير داخل الغرفة ، يجب مراعاة نطاق درجة الحرارة بشكل مباشر. تتراوح من 1800 إلى 2000 درجة مئوية

عملية الصهر

تعتمد التكنولوجيا في الوحدات التقليدية على عمل تفريغ القوس. هناك تلامس بين تيار كهربائي وخليط غاز. علاوة على ذلك ، بسبب ارتفاع القوس الناتجيوفر التركيز في الفراغ تأثيرًا حراريًا متزايدًا. حتى في حالة الطاقة المنخفضة ، يمكن لفرن القوس الفراغي أن يذيب كتل الصلب.

هناك مبدآن لنقل الحرارة فيما يتعلق بالمادة. هذا هو تأثير مباشر وغير مباشر. في الحالة الأولى ، يولد القوس طاقة بين القطب الكهربائي وقطعة العمل ، والتي في هذا التكوين تتلقى أقصى حرارة. يتضمن التسخين غير المباشر العمل مع قطبين يعملان على الجسم على مسافة معينة. من الواضح أن فرن الفراغ المباشر بنقل الحرارة أكثر كفاءة ، لكنه يتحمل نسبة أعلى من عوامل المعالجة الحرارية السلبية.

أنواع مختلفة من الأفران

النموذج الأساسي لهيكل فرن الفراغ هو هيكل القوس الموصوف أعلاه. بمساعدة هذه المعدات ، من الممكن خدمة معظم أنواع السبائك المعدنية المعقدة ، بما في ذلك المنتجات المقاومة للحرارة. شكل آخر هو فرن الصهر التعريفي ، الذي يحتوي على بوتقة مائلة. في البوتقة تتحقق عملية إعادة صهر المواد المحملة في غرفة العمل. يعتبر مبدأ التشغيل التعريفي هو الأكثر تكلفة للمحافظة عليه ، لذلك يتم استخدامه بشكل أقل وفقط عندما يكون من الضروري العمل مع معادن معقدة. تنتمي وحدة الحزمة الإلكترونية إلى أنواع خاصة من أفران التفريغ. ينتج مثل هذا الجهاز سبائك مكررة وسبائك معدنية عند الإخراج. من الناحية الهيكلية ، فإن المعدات عبارة عن مسدس حراري ، يتم توجيهه عن طريقيعرض التعرض لإطلاق شعاع للمنتج.

مزايا وعيوب أفران الفراغ

بالمقارنة مع أفران المعالجة الحرارية التقليدية ، يسمح الفراغ بمعالجة حرارية عالية الكفاءة لقطع العمل. في الوقت نفسه ، يتمتع المشغل بإمكانية الضبط المرن لمعلمات التسخين ، والتي ، على سبيل المثال ، يتم توفيرها بواسطة فرن الحث الفراغي مع بوتقة. تشمل مزايا هذه الهياكل إمكانية الحصول على مادة معدنية نقية نسبيًا. وهذا يعني أن التكنولوجيا نفسها تقضي على التلوث المفرط للمصفوفة بجزيئات غريبة - منتجات المعالجة الحرارية.

أما بالنسبة لأوجه القصور ، فهي مرتبطة بمورد منخفض للأجزاء التي تشكل الهيكل. لا يتعلق الأمر حتى بالعيوب الموجودة في مادة العناصر المكونة ، ولكن في الظروف القاسية المطلوبة لضمان المعالجة الحرارية المنتجة والتي تؤثر على هيكل أسطح العمل. بالإضافة إلى ذلك ، يتوفر فرن الفراغ ، الذي يتراوح متوسط سعره بين 500 و 700 ألف روبل ، لعدد قليل من المؤسسات. ومع ذلك ، فإن التلبيد والذوبان عالي الجودة مكلف ويحد من استخدامه.

منتجون

يتم توفير أفران التفريغ فقط من قبل الشركات الكبيرة المتعاونة مع المعاهد لتصميم وتطوير المعدات الصناعية. اليوم ، يتم توفير وحدات عالية الجودة من هذا النوع للسوق المحلية من قبل الشركات المصنعة الأجنبية SCHMETZ و XERION. هذه المنتجات موجهة لأداء العمليات الحرارية النموذجية والمهام المتخصصة مثلمنتشر التلدين. يقدم مصنع المعدات الصناعية في موسكو ، المتخصص في إنتاج الأفران الكهربائية الفراغية ، أيضًا وحدات جديرة بالخصائص. بمساعدة هذه المعدات ، يمكن للمالك إجراء عمليات معالجة المعادن والتلبيد والحرارة القياسية. يتم تقديم النماذج الأوتوماتيكية من قبل مصنع Spetszhelezobeton ، الذي يطور وحدات عالية التفريغ مع غرف تحميل حجمية.

الخلاصة

يوضح أحد الأمثلة على تقنية التلدين بالفراغ أن الحلول الجديدة لا تبرر نفسها دائمًا أثناء التشغيل. على الرغم من أن نفس مصنع المعدات الصناعية في موسكو يسعى إلى تحسين الوحدات لتلبية احتياجات مجموعة واسعة من المؤسسات الاستهلاكية ، إلا أن التكلفة العالية للمعالجة الحرارية الفراغية للعديد من العملاء المحتملين تجعل هذه الطريقة غير قابلة للوصول. لا يرجع رفض هذه الأفران إلى تكلفتها فحسب ، بل إلى عدم الحاجة إلى الحصول على منتج عالي الجودة. ومع ذلك ، لم يعد بإمكان الشركات المتقدمة العاملة في الصناعات عالية التقنية الاستغناء عن استخدام مثل هذه المعالجة الحرارية.