Izravan odgovor Odabir i projektiranje učvršćenja za toplinsku obradu svodi se na četiri odluke koje se donose redom: uskladite učvršćenje s vrstom peći i vršnom temperaturom, odaberite vrstu legure otporne na toplinu koja preživi toplinski ciklus bez puzanja ili pucanja, dizajnirajte putanju opterećenja tako da izradak bude podržan bez ograničenja toplinske ekspanzije i odaberite metodu lijevanja (lijevanje po investiciji ili centrifugalno lijevanje) koja odgovara učvršćenju geometrija. Preskakanje bilo kojeg od ovih koraka najčešći je razlog zašto se učvršćenja deformiraju, pucaju ili skraćuju vrijeme rada peći.
Osnovni kriteriji za odabir uređaja za toplinsku obradu
Uređaj za toplinsku obradu je uređaj za podupiranje, pozicioniranje i osiguranje izrađen posebno za rad u peći na visokim temperaturama. Prije usporedbe dobavljača ili crteža, četiri varijable treba prvo zaključati.
01 Vrsta peći i vršna temperatura
Vakuumske peći, jamske IPSEN peći, peći za lančano lijevanje i peći s toplinskom cijevi za zračenje nameću različite toplinske putove i kemiju atmosfere. Učvršćenje ocijenjeno za uslugu naugljičavanja na 950°C neće preživjeti vakuumsko lemljenje na 1180°C.
02 Opterećenje i težina serije
Ukupna težina izratka, visina slaganja i geometrija dijela određuju je li dizajn košare, bazne ladice ili zavarenog stalka učinkovitiji. Preopterećenje je najveći pojedinačni uzrok preranog opuštanja.
03 Vrsta legure
Cr-Ni čelični odljevci otporni na toplinu (kao što su Cr25Ni20, 1.4848, 1.4849 ili 1.4852) imaju različite granice otpornosti na puzanje i oksidaciju koje moraju odgovarati ciklusu peći.
04 Ruta lijevanja i izrade
Lijev za ulaganje (po izgubljenom vosku) odgovara složenim tijelima učvršćenja; centrifugalno lijevanje odgovara okruglim, simetričnim dijelovima kao što su valjci peći i toplinske cijevi zračenja.
Odgovarajući uređaji vrstama peći
Različite obitelji peći zahtijevaju različite pomoćne komponente uz samo učvršćenje. Tablica u nastavku prikazuje tipično podudaranje.
| Vrsta peći | Tipično učvršćenje / komponenta | Bilješke |
| Vakuumska / IPSEN jamska peć | Zavarena oprema za toplinsku obradu, košara za precizno lijevanje | Zahtijeva strogu toleranciju dimenzija i površine s malim ispuštanjem plina |
| Kontinuirana mrežasta traka / potisna peć | Valjci za peć za kontinuiranu peć, AFC potisna glava | Valjci moraju biti otporni na trošenje tračnica tijekom tisuća ciklusa |
| Lančano lijevanje / peć s karičnim remenom | Valjak s ložištem za remensku peć s lijevanom karikom, lančana ploča za peć za lančano lijevanje | Geometrija ploče lanca izravno utječe na točnost praćenja remena |
| Peć za grijanje sa radijacijskom cijevi | Radijacijska toplinska cijev, stupovi peći | Stupovi podržavaju težinu cijevi i sprječavaju progib pod trajnom toplinom |
| Peć s cirkulacijskom atmosferom | Oštrica ventilatora Ipsen | Ravnoteža lopatica ventilatora utječe na ujednačenost temperature u opterećenju |
| Valjkasto ložište / okretna peć | AFC peći s valjcima i valjcima, bazne ladice za toplinsku obradu | Bazne police ravnomjerno raspoređuju točkasta opterećenja po ležaju s valjcima |
Usporedba razreda legure za dizajn učvršćenja
Nakon što su peć i profil opterećenja poznati, sljedeći korak projektiranja je odabir stupnja. Četiri razreda u nastavku pokrivaju većinu industrijskih ciklusa naugljičavanja, nitriranja i vakuumiranja.
Cr25Ni20
Kontinuirano korištenje do cca. 1100°C
Uravnoteženi sadržaj kroma i nikla daje snažnu otpornost na atmosfere naugljičenja, što se obično koristi za osnovne ladice i police opće namjene.
1.4848
Kontinuirano korištenje do cca. 1100°C
Veća otpornost na puzanje pri povišenom opterećenju, pogodna za košare za punjenje i aplikacije peći s postoljem s ponovnim ciklusima.
1.4849
Kontinuirano korištenje do cca. 1150°C
Poboljšana otpornost na oksidaciju, prikladna za police za punjenje kod kojih se često otvaraju vrata peći i dolazi do toplinskog udara.
1.4852
Vršna temperatura do cca. 1180°C
Vrhunski stupanj za IPSEN peći dobrog tipa i precizno lijevane armature koje rade blizu gornje granice otpornosti čelika na toplinu.
FH® Raspon učvršćenja za toplinsku obradu
Reprezentativni izbor lijevanih i zavarenih dizajna učvršćenja, koji se protežu od polica za kontinuirani rad do preciznih košara za vakuumski servis.
Linija proizvoda za učvršćenje
Lijevane i zavarene konfiguracije projektirane za vakuum, jamski tip i kontinuirani rad u peći, izrađene od vrsta legura otpornih na toplinu do 1180°C.
Načela dizajna koja produljuju vijek trajanja uređaja
Odabir materijala sam po sebi neće spriječiti rani kvar ako konstrukcijski dizajn zanemaruje kako se učvršćenje zapravo ponaša pri opetovanom zagrijavanju i hlađenju.
1
Ravnomjerno rasporedite put opterećenja
Koncentrirana točkasta opterećenja na košari za precizno lijevanje ili osnovnoj ladici ubrzavaju lokalno puzanje. Poprečna rebra i više potpornih točaka raspoređuju opterećenje po presjeku umjesto jedne grede.
2
Ostavite slobodan prostor za toplinsko širenje
Legirani čelik širi se otprilike 1,5 do 2 posto u linearnoj dimenziji između sobne temperature i 1100°C. Fiksni spojevi bez dilatacijskih razmaka čest su uzrok pucanja na zavarenim spojevima.
3
Smanjite toplinsku masu gdje je to moguće
Lakše bazne ploče za toplinsku obradu u obliku rešetke zagrijavaju se i hlade brže od čvrstih ploča, skraćujući vrijeme ciklusa i smanjujući toplinsko naprezanje koje svaki ciklus primjenjuje na odljevak.
4
Zaštitite kontaktne točke visokog trošenja
Kontaktni rubovi tračnica, žljebovi za valjke i površine potiskivača imaju koristi od obloga otpornih na habanje ili očvrslih umetaka, smanjujući potrebu za zamjenom cijelog učvršćenja kada se istroši samo kontaktna površina.
Metoda lijevanja: investicijsko nasuprot centrifugalnog lijevanja
Proizvodni put utječe i na trošak i na to koliko će armatura raditi nakon što se instalira.
| Faktor | Ulaganje (lijevanje po izgubljenom vosku). | Centrifugalno lijevanje |
| Najprikladnija geometrija | Složena tijela za učvršćenje, košare, pladnjevi s rebrima i izrezima | Okrugli, simetrični dijelovi kao što su valjci peći i toplinske cijevi zračenja |
| Površinska obrada | Glatki, gotovo mrežasti oblik, minimalna obrada | Gusta vanjska opna od skrućivanja spin-castom |
| Struktura zrna | Fina, ujednačena zrna smanjuju rizik od izobličenja | Usmjereno skrućivanje poboljšava radijalnu čvrstoću |
| Tipična upotreba učvršćenja | Košare za punjenje, bazne ladice, zavarene police | Valjci za peći, cijevi za zračenje, valjci za ložište |
Gdje uređaji obično ne uspijevaju
Razumijevanje uobičajenih načina kvarova pomaže u određivanju prioriteta koje su dizajnerske odluke najvažnije tijekom nabave.
Deformacija od preopterećenja Pucanje zavara uslijed toplinskog naprezanja Površinsko trošenje na kontaktnim točkama Oksidacija i zamor materijala Distribucija temeljena na tipičnim povratnim obrascima polja prijavljenim tijekom kontinuiranog karburiziranja i operacija vakuumske peći; brojke ilustriraju relativni udio, a ne apsolutne stope.
Često postavljana pitanja
Koliko često treba pregledavati uređaj za toplinsku obradu?
Učvršćenja u kontinuiranom radu peći obično se provjeravaju svakih 200 do 500 ciklusa zbog progiba, pucanja i istrošenosti tračnica, s češćim provjerama učvršćenja koja rade iznad 1100°C.
Može li jedan dizajn armature funkcionirati na više marki peći?
Da, kada su osnovne dimenzije, nazivno opterećenje i stupanj legure usklađeni s najzahtjevnijom peći u grupi, jedan dizajn učvršćenja može poslužiti za IPSEN, AICHELIN, SECO/WARWICK i slične marke.
Je li zavarena izrada ili lijevanje bolje za novo učvršćenje?
Lijevanje se općenito preferira za složene učvršćenja s visokim ciklusom jer izbjegava zavarene spojeve koji koncentriraju toplinski stres; zavarene armature ostaju korisne za potrebe male količine ili brze izrade prototipova.