В промышленности бывшего СССР наибольшую популярность приобрели вакуумные электропечи периодического действия. В то время в них не применялись газовые системы ускоренного охлаждения. Поэтому в процессе их эксплуатации сформировалось мнение, что эти электропечи имеют низкую производительность. Но если разобраться по сути, то в большинстве случаев садка охлаждалась вместе с электропечью. Это относилось, например, к процессам вакуумной пайки, в которых было задействовано порядка 60 % всех произведенных вакуумных электропечей. В случае вакуумных электропечей с масляной закалкой производительность не отличалась от традиционных общепромышленных процессов термической обработки. А если учесть, что обрабатываемые детали не окислялись и не подвергались последующим переделам, то производительность была в пользу вакуумных электропечей. Поэтому вопрос о производительности вакуумных электропечей периодического действия – больше дискуссионный, нежели доказанный факт. В настоящее время вакуумные электропечи могут оснащаться системами ускоренного охлаждения садки инертным газом. А в вакуумно-компрессионных электропечах достигаются большие скорости охлаждения, позволяющие закаливать даже изделия из низколегированных марок сталей.
Существуют еще вакуумные электропечи непрерывного действия. Их применение очень ограничено. Сдерживающие факторы: большие технические сложности при их создании, а также до неприличия огромные стоимостные показатели. Поэтому на сегодняшний день на рынке доминируют вакуумные электропечи периодического действия. Всё многообразие вакуумных электропечей периодического действия можно свести к следующему перечню конструктивных исполнений.
Камерные вакуумные электропечи (печи с горизонтальной загрузкой изделий в рабочее пространство) выполняют безмуфельными, муфельными и с выдвижным подом.
В безмуфельных электропечах вакуум создают внутри нагревательного модуля, установленного внутри вакуумной камеры, а изделия помещают непосредственно в рабочем пространстве. Вакуумная камера – представляет собой герметичный водоохлаждаемый сосуд, к которому подсоединена откачная вакуумная система. Этот вид электропечей является наиболее универсальным, имеет много областей применения и, как следствие, получил наибольшее распространение.
Вакуумная муфельная электропечь – представляет собой герметичную реторту с откачной вакуумной системой. Могут быть три типоисполнения. Первое — стационарное, когда нагревательный модуль находится снаружи вакуумируемой реторты. Нагревательный модуль и реторта представляют собой единый агрегат. За рубежом такие муфельные печи получили название ретортных. Второе — нагревательный модуль находится снаружи и накатывается на муфель, который смонтирован стационарно. Во третьем случае – стационарно смонтированный нагревательный модуль, а во внутрь рабочего пространства въезжает муфель. Данный тип электропечей эксплуатируется при температурах ниже 900 оС и имеет очень ограниченное применение.
Камерные вакуумные электропечи с выдвижным подом предназначены для нагрева крупногабаритных и тяжелых изделий. Они представляют собой вакуумную камеру внутри которой помещен нагревательный модуль. Выдвижной под смонтирован на тележке, которая закатывается или выкатывается из электропечи вместе с изделиями. Загрузку на под и выгрузку с него обычно ведут цеховыми грузоподъемными средствами.
Элеваторные вакуумные электропечи – электропечи с вертикальной загрузкой в рабочее пространство снизу. Распространение получили две конструктивные модификации элеваторных электропечей.
У первой модификации – вакуумная камера имеет три функциональные зоны: верхнюю, промежуточную и нижнюю. В верхней зоне вакуумной камеры установлено нагревательное устройство. В нижней зоне происходит охлаждение садки в вакууме или потоке охлаждающего инертного газа. В промежуточной зоне на стенке вакуумной камеры находится загрузочный люк. Через него осуществляется загрузка и выгрузка садки.
В бывшем СССР и в современной России было выпущено около 10 000 вакуумных элеваторных электропечей.
Вторая модификация – представляет электропечь с загрузочным поддоном. Вакуумная камера представляет собой колпак, поднятый над уровнем пола и закрепленный неподвижно. Поддон, являющийся одновременно днищем электропечи, с изделиями подводят под колпак и с помощью подъемного механизма помещают в электропечь.
Колпаковые вакуумные электропечи применяют, когда по технологическим причинам целесообразно производить нагрев садки под колпаком. В этом случае собранные и установленные на под электропечи изделия нежелательно перемещать.
Шахтные вакуумные электропечи имеют вертикальную шахту цилиндрической (реже прямоугольной) формы, загружаемую сверху. В шахтных электропечах изделия могут находится в подвешенном состоянии. что позволяет избежать их деформации и контакта с материалом пода.