Газовая печь для закалки металла своими руками

Разновидности муфельных печей

Современные нагревательные печи с муфельной конструкцией представлены широким видовым разнообразием. Можно насчитать сотни модификаций муфельных печей. При этом муфельные нагреватели имеют достаточно узкую специализацию. Печи данного типа приобретаются в основном под конкретно взятые технологические операции.

Хотя встречаются и «универсальные» модели, но их возможности не уходят далеко от потенциала узкоспециализированных аналогов.

В первую очередь муфельные печи можно классифицировать по методу нагрева:

1. Газовые
2. Электрические

Существует мнение, что газовые печи обеспечивают возможность нагрева муфеля до более высокой температуры. Есть газовые муфели с нагревом до 2000 ˚С. Классические же электрические нагреватели позволяют добиваться в среднем температуры 1300 ˚С.

Но в электрические печи все чаще и чаще внедряются современные технологии, дающие возможность выходить на аналогичный с газовыми моделями температурный режим. При использовании специального волокнистого нагревательного материала, который доходит до поверхностного слоя муфельной изоляции, температуру печи можно повысить до 1700 ˚С и даже более того.

Разумеется, в некоторых мастерских и производственных площадках находится место старым твердотопливным печам. Муфели данного типа нагреваются обыкновенной дровяной/угольной топкой. Главным преимуществом твердотопливных муфелей является существенное снижение финансовых затрат на энергоноситель.

В прошлом муфельные печи для нужд производства топились отходами деревообрабатывающей промышленности. В данном случае стоимость самого процесса термообработки можно считать нулевой.

Но в твердотопливных муфелях есть один существенный минус. Такие печи не позволяют регулировать на тонком уровне температурный режим. То есть обыкновенной дровяной топкой сложно добиться стабильности нагрева. Этот момент крайне важен, так как современные технологии термообработки предполагают соблюдение температурного режима с точностью до ±1 ˚С.

Какие еще виды муфельных печей существуют.

Каталог вакуумного оборудования

Вакуумные печи TITAN® производства компании IPSEN (США) предназначены для термической обработки стали, нержавеющей и инструментальной стали, титановых сплавов, и удовлетворяют высоким требованиям, предъявляемым к качеству производства приводных механизмов, двигателей, электростанций. Вакуумные печи IPSEN используются в широком диапазоне сфер и областей применения, в медицинской технике, авиационной, авиакосмической и пищевой промышленности, при производстве аэродинамических установок, в машиностроении и закалочных цехах, обеспечивая высокую эксплуатационную гибкость, надежность, высокий функционал, и в то же время простоту установки и эксплуатации.

Преимущества вакуумной печи TITAN®

Эксплуатационная гибкость

• Отжиг;
• Пайка;
• Закалка;
• Отжиг на твердый раствор;
• Снятие напряжений;
• Отпуск.

Надежность

• Водоохлаждаемая камера с двойными стенками;
• Загрузочная дверь с приводом для открытия / закрытия с системой автоклавного запирания;
• Графитовая зона нагрева (стандартная комплектация);
• Металлическая зона нагрева (опция).

Функциональные преимущества

• Пограммируемый логический контроллер (PLC);
• Русский язык интерфейса системы управления;
• 19″ цветной дисплей, Интерфейс оператора, закрепленный на подвижном кронштейне на базе компьютера;
• Память на 1000 историй загрузок, каждая из 80 сегментов;
• Программное обеспечение для анализа и хранения данных;
• Удаленное диагностирование;
• Источник бесперебойного питания UPS для программируемого контроллера;
• Выключатель зоны нагрева;
• Простой переход между единицами измерений и языками;
• Возможность комплектации цветным принтером.

Механические преимущества

• Диапазон температур до 1315°C (до 1 часа с 1370°C);
• Однородность температуры ±5°C;
• Соответствует стандарту AMS 2750D;
• Термопара, тип S, для контроля температуры;
• Возможность использовать один из двух газов – Азот или Аргон;
• Парциальное давление при работе до 1000 микрон;
• Возможность использования парциального давления Водорода (H2);
• Двухступенчатая форвакуумная система: механический насос/бустерный насос;
• Предельный уровень вакуума без высоковакуумной системы: 50 микрон (7 Па);
• Предельный уровень вакуума с высоковакуумной системой (Опция): до 10-6 мм рт ст (10-4Па)
• Натекание: менее 10 микрон в час.

TITAN® Универсальность

Наша вакуумная печь подходит как для компаний, которые занимаются только термообработкой, так и для компаний, которые планируют проводить термообработку самостоятельно, Ipsen предлагает компактный, но в то же время мощный и универсальный инструмент для термической обработки — TITAN®.

Множество способов применения

Вакуумные печи TITAN® имеют компактный дизайн и высокую производительность, что позволяют использовать их для обработки:

• Инструмента и штампованных деталей;
• Автомобильных компонент;
• Частей турбин;
• Медицинского инструмента;
• Аэрокосмических деталей;
• Пресс-форм для пластиковых изделий.

Гибкость зоны загрузки

Графитовая зона нагрева вакуумной печи TITAN® обеспечивает множество вариантов загрузки как в вертикальном, так и горизонтальном вариантах исполнения.

TITAN® Простота

Простота монтажа

TITAN® — полностью готовая система, установленная на раме. Монтаж и подготовка к эксплуатации осуществляются за один день.

Простота в использовании

Печи TITAN® удобны в эксплуатации как профессионалами, так и новичками в термообработке. Система управления печью TITAN® с экраном 19″ и компьютерным интерфейсом оператора установлена сбоку на подвижном кронштейне.

• Загруженные варианты обработки;
• Дружественный интерфейс;
• Сбор данных в режиме реального времени;
• Возможность удаленного обслуживания;
• Контроллер хранит до 1000 историй загрузок;
• Бесперебойное питание UPS для контроллера;
• Обработка и хранение данных;
• Простое переключение между замерами и единицами измерения.

Срок поставки

Вакуумная печь TITAN® — может быть изготовлена за очень короткий срок – 2 месяца (печь Titan H2), так как в производстве используются только стандартные компоненты, которые всегда имеются в наличии на складе.

Titan

Низкое давление

Высокое давление

Опции

Классификация по типу рабочей среды

Муфельные печи могут обеспечивать нагрев заготовок в различных средах:

1. Воздух
2. Инертный газ
3. Вакуум

Простейшим видом муфельных печей являются нагреватели с традиционной воздушной камерой. Камера нагрева в таких печах представлена просто полым пространством, в которое помещается заготовка.

Во многих случаях наличие воздуха не является критичным для термообработки. Но все же существуют некоторые технологические операции, для которых наличие воздуха в камере нагрева либо нежелательно, либо недопустимо.

При закалке многих марок стали и различных сплавов воздух вступает в реакцию с поверхностным слоем металлов, что ухудшает эксплуатационные характеристики заготовок. Специально для таких случаев разработаны печи с подачей в камеру нагрева инертных газов или углекислоты. Нейтральный газ вытесняет воздух, создавая надежную защитную прослойку.

Печи, которые приспособлены для плавки металлов нередко оснащаются камерой нагрева с вакууматором. Расплавленный в условиях вакуума металл обретает особо качественную структуру. В вакууме часто плавят алюминий.

Дополнительно муфельные печи с разнотипными камерами нагрева нередко оснащаются вытяжкой. Вентиляция отводит из камеры нагрева продукты сгорания, влагу и прочие испарения, наличие которых нежелательно при термообработке.

Как выбрать муфельную печь по температуре нагрева.

Температура нагрева муфельной печи

При выборе муфельной печи в первую очередь следует обращать внимание на температурный режим камеры нагрева. Ведь от температуры напрямую зависит область использования нагревательной установки.

Очень часто муфельные печи используются для плавки металлов и сплавов. Если мастер имеет дело с какой-то определенной группой металлов, то нет смысла переплачивать за печь с более высокой температурой нагрева.

Ювелиры чаще всего сталкиваются с необходимостью плавки:

1. Серебра
2. Золота
3. Меди

Температура плавки серебра составляет 960,8 ˚С. Золото плавится при температуре 1063 ˚С. Медь является немного более тугоплавкой, для нее нужно 1083,4 ˚С. Если же ювелир использует в украшениях платину, придется брать более мощную печь, ведь этот металл плавится при температуре 1768 ˚С.

Касательно платины, этот металл редко плавят в муфельной печи. Из-за повышенного порога температурной стойкости для плавки патины чаще всего используют индукционные печи, а иногда и тигельные нагреватели.

Если мастер имеет дело с плавкой железа (сталь или чугун), то печь должна нагреваться до 1539 ˚С. Для плавки свинца и алюминия можно использовать нагреватели попроще. Свинец начинает «плыть» уже при температуре 327,5 ˚С, а алюминию нужна температура 660,1 ˚С.

Нередко муфельные печи используются просто для термообработки металлических заготовок, а не для их расплава. Термообработка по большей части предназначена для изделий из стали. В качестве термообработки могут использоваться следующие технологические операции:

1. Отжиг
2. Закалка
3. Нормализация
4. Отпуск

Непосредственная закалка стали проводится при температуре 1000-723 ˚С. Но процессу закалки обычно предшествует отжиг и нормализация, которые проводятся при температуре 1000—1130 ˚С. Благодаря отпуску сталь избавляется от внутренних напряжений, данный вид температурной обработки проводится в диапазоне нагрева 800-500 ˚С.

Стоит отдельно заметить, что для закалки стальных заготовок металл подвергается нагреву в защитной среде. Для удешевления производства вместо инертных газов могут использоваться жидкости. Закалка стали нередко производится в масле и растворе едкого натра (каустическая сода).

Что еще нужно знать про виды муфельных печей.

Принцип работы установки

Перед тем как приступить к сборке термической установки, нужно понимать принципы работы самодельного горна для ковки металла, чтобы упростить конструкцию печи для домашнего пользования. В основе работы прибора лежит энергетический выход при сжигании смеси углерода и кислорода, процент выделения металла в расплавленном виде. В процессе плавки углерод купирует реакцию окисления металла, постоянный поддув газа в топливо быстро повышает температуру в горне.

Процесс разогрева металла требует определенных навыков и специфических знаний. Недостаточно собрать мини-горн своими руками, необходимо научиться контролировать подачу кислорода в топливо, объем которого должен составлять не более 95%. Если заготовка перегревается, происходит науглероживание металла, сталь становится хрупкой, превращаясь в чугун.

Разрабатывая чертеж будущего кузнечного приспособления, особое внимание следует уделить типу энергетического вещества, влияющего на конструкцию очага. По виду топливо для горна бывает:

• газовым (бутан, пропан);
• жидким (солярка, мазут);
• твердым (древесный уголь, кокс);
• смешанным (газово-жидким).

В зависимости от планируемой работы и размера заготовки термическая печь может быть с открытой или закрытой зоной очага. Домашнему мастеру следует помнить, что бытовой газ можно использовать в горне только после предварительной очистки от серы методом «прогонки» через жидкий нафталин. Изделия из прогретого газовой горелкой металла не могут использоваться в качестве нагружаемых деталей.

Основным требованием к обеспечению безопасности мастера является установка мощной принудительной вентиляционной системы, даже если для устройства кузнечного горна используется бытовой паяльный аппарат, работающий на баллонном газе. Прибор позволит заниматься изготовлением декоративных элементов интерьера и экстерьера в собственном гараже.