При ступенчатой закалке обходимся без отпуска

По стандартной технологии малогабаритные детали или детали небольших сечений из сталей марок 20Х13, 30Х13, 40Х13 подвергают закалке после нагрева и выдержке при температурах выше 1000 оС, а затем отпуску. При термообработке малогабаритных деталей или деталей небольших сечений из этих марок сталей в вакуумных электропечах торговой марки «НИТТИН» с газовым охлаждением имеется возможность сокращения продолжительности технологического процесса путем применения ступенчатой закалки. Охлаждающая среда – газообразный азот.

Суть ступенчатой закалки заключается в нагреве малогабаритных деталей или деталей небольших сечений выше температуры Ас3 (но ниже температуры полной гомогенизации аустенита), ускоренном охлаждении высокоскоростным газовым потоком до температуры порядка 400 оС (между нижней границей перлитного интервала и точкой МН). Ниже этой температуры идет замедленное охлаждение до нормальной температуры в среде разреженного азота (давление ниже 1 атм). При проведении ступенчатой закалки по такому режиму возможно получение требуемого комплекса свойств у малогабаритных деталей или деталей небольших сечений из вышеуказанных марок сталей (например, твердость варьируется в диапазоне от 39 до 57 HRCЭ). При использовании такого режима отпадает необходимость в операции отпуска. Так как нагрев безокислительный, то отсутствуют операции механического удаления припусков. Небольшой размер или малое сечение деталей исключает заметные деформации. Таким образом термическая обработка при ступенчатой закалке в нашей вакуумной печи является финишной операцией. Поэтому новая технология ступенчатой закалки с использованием нашей вакуумной печи с газовым охлаждением, исключающая операцию отпуска при термообработке малогабаритных изделий или деталей небольших сечений из сталей 20Х13, 30Х13, 40Х13 является энерго- и ресурсосберегающей, экологически безопасной и повышающей производительность труда.

Такой тип закалки гибко реализуется в вакуумной электропечи модели СЭВФ-3.3/11,5-ИСЗ-НИТТИН.

Буквенно-цифровая маркировка Электропечи:

С – вид нагрева – сопротивлением;

Э – основной конструктивный признак – элеваторная;

В – характер среды в рабочем пространстве – вакуум;

Ф – вид теплоизоляции – цельнокерамическая, футерованная лекальным легковесным корундовым кирпичом с замковым соединением (без использования мертеля);

3 – диаметр рабочего пространства, дм;

3 – высота рабочего пространства, дм;

11,5 – номинальная температура, 0С, условно уменьшенная в 100 раз;

ИСЗ – исполнение для ступенчатой закалки;

НИТТИН – торговая марка российского производителя Электропечи.

Принципиальная схема реализации термообработки по ступенчатой закалке приведена на рисунке.

Принцип действия электропечи СЭВФ-3.3_11,5-ИСЗ-НИТТИН

Равномерный нагрев садки и управление скоростью нагрева обеспечивается автоматической системой регулирования температуры, а также специальной конструкцией цельнокерамического нагревательного модуля, который окружает садку со всех сторон (1). Равномерный нагрев садки сводит к минимуму коробления малогабаритных деталей или деталей небольших сечений. Ускоренное охлаждение (закалка) садки происходит в зоне охлаждения (2) высокоскоростным газовым потоком. Азот с большой скоростью обдувает садку, обеспечивая эффективный теплоотвод. Охлаждение газа после обдува садки до комнатной температуры происходит на основном теплообменнике (3). Охлажденный газ с помощью мощной газодувки (4) направляется через цилиндрический газовый спрейер (5) на горячую садку (6). Повышение скорости движения газа эквивалентно росту давления в зоне охлаждения. Основным конструктивным преимуществом элеваторной электропечи перед ее однокамерными аналогами является разделение зон нагрева и охлаждения, которые разделяются между собой во время охлаждения подовым затвором. Поэтому в данной электропечи азотом охлаждается только сама садка без заметного охлаждения нагревательного модуля. Второе преимущество состоит в дополнительном охлаждении садки за счет теплообмена излучением в диапазоне температур 700 — 1150 оС при ее выведении из зоны нагрева и перемещении в зону охлаждения за время менее 8 секунд. Тепловое излучение до потемнения садки поглощается водоохлаждаемыми стенками вакуумной камеры. Такая схема теплоотвода в вакуумной электропечи СЭВФ-3.3/11,5-ИСЗ-НИТТИН позволяет достичь скоростей охлаждения заметно выше критических и для других марок сталей, а конструкцию электропечи заметно упростить, и как следствие, повысить ее надежность. Поэтому изготовление электропечи удешевилось, а сама электропечь на рынке идет по разряду оборудования «эконом-класса» по части капитальных расходов на закупку и эксплуатацию вакуумной электропечи.

Комментирование запрещено