Завантажити статтю в форматі PDF => Вакуумні електропечі ОТТОМ для спікання виробів з порошкових матеріалів
Спікання металевих і керамічних порошкових матеріалів є однією з найважливіших технологічних операцій, що застосовуються в порошкової металургії. Методом спікання виготовляються конструкційні деталі машин, фільтри для очищення рідин і газів, ущільнювальні матеріали для газових турбін, а також деталі вакуумного та іншого обладнання, контакти, ферити для виробів електро- та радіотехнічної промисловості та ін. В вакуумних електропечах переважно виконується спікання твердих сплавів, твердих матеріалів, постійних магнітів, тугоплавких металів і танталових конденсаторів. В електроніці широко використовуються пористі компактні структури, утворені спіканням у вакуумі порошку гідриду ніобію, як металевих обкладок ниобіевих оксидно-напівпровідникових конденсаторів. Цікавим є високотемпературне спікання плазмо-хімічних порошків на основі ZrO2, так як така кераміка має високу в’язкість руйнування, і знаходє застосування в якості конструкційного матеріалу.
У вакуумних електропечах успішно здійснюється спікання виробів з магнітних і твердих сплавів, швидкорізальних і інструментальних сталей, виробів на основі нітридів і карбідів. Застосування вакуумних електропечей дозволяє усунути основний недолік технології порошкової металургії. Велика питома поверхня порошків активно поглинає гази, які потім інтенсивно виділяються при нагріванні заготовок. Це явище не усувається навіть при спіканні заготовок в електропечах із захисною атмосферою. При спіканні в вакуумних електропечах гази з заготовок віддаляються набагато легше і при менших температурах нагріву. Вакуум не тільки захищає порошкові метали від взаємодії з хімічно активними компонентами повітряної атмосфери, але, в той же час, в деяких випадках сприяє відновленню оксидів під дією такої домішки як вуглець, що міститься в деяких порошках. Нагрівання в вакуумних електропечах сприяє випаровуванню летких домішок, що містяться в багатьох порошкових металах.
Для спікання заготовок отриманих пресуванням можуть бути використані вітчизняні вакуумні електропечі опору торгової марки «ОТТОМ». Вакуумні електропечі для спікання випускаються в двох різних виконаннях. Перше виконання вакуумних електропечей застосовується для спікання без застосування пластифікаторів або після попереднього видалення пластифікаторів з заготовок. Друге виконання в деяких випадках дозволяє проводити обидві операції (видалення пластифікатора і спікання) в одній вакуумній електропечі. Кращим варіантом є попереднє видалення пластифікатора в спеціальній електропечі до проведення в стаціонарному режимі одностадійної операції спікання у вакуумній електропечі. На рисунках представлені три останніх виконання вакуумних електропечей нового покоління (розробки 2019 роки) які застосовуються для спікання порошкових заготовок. На рис.1 представлена вакуумна камерна електропіч опору моделі СНВЕ-2.4.2 / 16-ОТТОМ.
Рис. 1. Вакуумна камерна електропіч опору моделі СНВЕ-2.4.2/16-ОТТОМ.
Буквено-цифрове позначення електропечі моделі СНВЕ-2.4.2/16-ОТТОМ:
С- вид нагріву – опором;
Н – основна конструктивна ознака – камерна;
В – середовище в робочому просторі – вакуум;
Е – теплова ізоляція – екранна;
2 – ширина робочого простору, дм; (200 мм)
4 – глибина робочого простору, дм; (400 мм)
2 – висота робочого простору, дм; (200 мм)
16 – номінальна температура, сотні ˚С.
ОТТОМ – зареєстрована торгова марка розробника і виробника електропечей.
Електропіч дозволяє проводити дегазацію порошкових заготовок і їх спікання у вакуумі при температурах до 1600˚С. Допускається робота в середовищі високочистих нейтральних газів при надмірному тиску – не більше 0,02 МПа. Конструктивно електропіч складається з наступних частин: вакуумної камери з нагрівальним модулем, вакуумної системи, системи водоохолодження, пічного трансформатора, шафи електроживлення з системою автоматичного управління. Нагрівальний модуль зроблений з молібдену. Теплова ізоляція – екранно-вакуумна. Можливе виготовлення нагрівального модуля і теплової ізоляції на основі вуглець-вуглецевих композиційних матеріалів. Широке застосування цієї електропечі в першу чергу для спікання порошкових заготовок сплавів згідно ГОСТ 10160-75 (сплави прецизійні магнітно-м’які, технічні умови), а також, для остаточного спікання заготовок твердих сплавів.
Рис.2. Вакуумна шахтна електропіч опору моделі СШВ-5.7/13-ОТТОМ
Буквено-цифрове позначення електропечі моделі СШВ-5.7/13-ОТТОМ:
С – вид нагріву – опором;
Ш – основна конструктивна ознака – шахтна;
В – середовище в робочому просторі – вакуум;
5 – діаметр робочого простору, дм; (500 мм)
7 – висота робочого простору, дм; (700 мм)
13 – номінальна температура, сотні ˚С.
ОТТОМ – зареєстрована торгова марка розробника і виробника електропечей.
Вакуумна шахтна електропіч опору моделі СШВ-5.7/13-ОТТОМ представлена на рис. 2. Вона призначена для остаточного спікання порошкових заготовок з різних марок сталей в діапазоні температур 1150-1300˚С. Конструктивно електропіч складається з наступних частин: вакуумної камери з нагрівальним модулем встановленої вертикально на рамі майданчика обслуговування, естакади, механізму підйому і повороту кришки, вакуумної системи, системи водоохолодження, пічного трансформатора, шафи електроживлення з системою автоматичного управління. Нагрівальний модуль молібденовий. Теплова ізоляція – екранно-вакуумна. Може комплектуватися системою прискореного охолодження і заповнення вакуумної камери інертним газом. Можливе виконання нагрівального модуля і теплової ізоляції на основі вуглець-вуглецевих композиційних матеріалів. Всі елементи єлектропечі змонтовані на загальній рамі, утворюючи, таким чином, єдиний монтажно-транспортний модуль.
Рис.3. Двухколпаковая вакуумна електропіч моделі СГН-2.4-2 / 15-ОТТОМ
Буквено – цифрове позначення електропечі моделі СГН-2.4-2 / 15-ОТТОМ:
С – вид нагріву – опором;
Г – основна конструктивна ознака – ковпакова;
Н – середовище в робочому просторі (водень);
2 – діамметр робочого простору, дм; (200 мм)
4 – висота робочого простору, дм; (400 мм)
2 – кількість ковпаків, шт;
15 – номінальна температура, сотні ˚С.
ОТТОМ – зареєстрована торгова марка розробника і виробника електропечей.
Двухколпакова воднево-вакуумна електропіч моделі СГН-2.4-2/15-ОТТОМ представлена на рис. 3. Електропіч застосовується не тільки для вакуумного спікання, але також для термообробки порошкової заготовки в потоці осушеного водню або в атмосфері високочистих інертних газів. Електропіч є єдиним конструктивним монтажно-транспортувальним блоком. Електропіч встановлюється безпосередньо на підлогу без фундаменту. Вона має дві нагрівальні камери, які по черзі підключається до загальної системи електроживлення і управління. Кожна нагрівальна вакуумна камера складається з нерухомої подовой частини з завантажувальним столом і ковпака з механізмом підьому з електромеханічним приводом. Нагрівальний модуль – з молібдену. Теплова ізоляція – екранно-вакуумна. Перед заповненням камери воднем проводиться попереднє вакуумування. Водень на вихлопі дожигается. Основне призначення печі – спікання твердих сплавів.
Усі представлені електропечі є екологічно чистими. У них відсутня викид активних газів, що забезпечує високу вибухо- та пожежобезпечність. У разі використання в технологічному процесі горючих газів (водню) в них застосовується система допалювання.