Como pieza central del equipo en el campo del tratamiento térmico de precisión, los hornos de apagado de gas de alta presión al vacío se han convertido en la primera opción para el procesamiento de alta dureza,materiales de alta dureza (como el acero de alta velocidad)En la actualidad, la producción de acero inoxidable se ha incrementado considerablemente en la industria, especialmente en las industrias de la fabricación de acero inoxidable, de aleaciones de titanio y de acero inoxidable, en industrias como la aeroespacial, los equipos de alta gama y los moldes de precisión.y control de temperatura precisoSu "uso y mantenimiento" difieren del de los hornos de calefacción tradicionales y deben centrarse en tres aspectos fundamentales: "control del ambiente de vacío, gestión del flujo de gases a alta presión,y calefacción uniforme a baja temperatura." A través de operaciones estandarizadas de proceso completo y mantenimiento refinado, se garantiza un rendimiento estable del equipo y una calidad de procesamiento de piezas calificada.
Antes de formular un plan de "uso y mantenimiento", es necesario aclarar los atributos únicos de los hornos de extinción de gas de vacío a alta presión.No se trata simplemente de una combinación de "calentamiento al vacío + enfriamiento a alta presión", sino de equipos complejos que integran sistemas de vacíoLas características básicas y los escenarios de aplicación determinan las direcciones clave de "uso y mantenimiento":
- Medio ambiente en vacío: El grado de vacío en el interior del horno puede alcanzar 1×10−2~1×10−5Pa, lo que evita eficazmente la oxidación y descarburization de las piezas de trabajo durante el calentamiento.Es particularmente adecuado para piezas de precisión que requieren un acabado superficial alto y una composición química estable.
- Apagado por gas a alta presión: Los gases inertes como el nitrógeno y el argón se utilizan como medio de enfriamiento, con una presión de apagado de hasta 10 MPa.El enfriamiento forzado mediante el flujo de gas de alta velocidad permite el apagado rápido de las piezas de trabajo (tasa de enfriamiento de hasta 50 ~ 100 °C/s), reduciendo el riesgo de deformación y grietaje de la pieza de trabajo.
- Calentamiento por convección: en el rango de bajas temperaturas (≤ 600°C), se utiliza la calefacción por circulación convectiva con gas inerte,resolver los problemas de "calentamiento lento a baja temperatura y mala uniformidad de temperatura" en los hornos de vacío tradicionalesLa uniformidad de la temperatura del horno puede controlarse dentro de ±3°C.
- Procesamiento de herramientas y piezas de aceroPor ejemplo, el calentamiento de las herramientas de corte de acero de alta velocidad y de las matrices de trabajo en frío requiere calentamiento al vacío para evitar la oxidación del borde de corte.y apagado por gas a alta presión para garantizar una dureza uniforme (HRC≥62).
- Materiales aeroespaciales: Para el tratamiento en solución de componentes de aleación de titanio y de partes de super aleación, el ambiente de vacío evita la volatilización de los elementos de aleación,y el control preciso de la temperatura asegura una microestructura estable.
- Componentes de precisión: Para el tratamiento térmico de engranajes de transmisión de automóviles y ejes de precisión en equipos electrónicos, la extinción por gas a alta presión permite la integración de "extinción + templado a baja temperatura"," reducción de las asignaciones de mecanizado posteriores.
El primer paso en el "uso y mantenimiento" de los hornos de apagado de gas a vacío a alta presión consiste en seguir estrictamente el proceso de funcionamiento en cinco pasos:"Preparación previa a la puesta en marcha → bombeo al vacío → calefacción y aumento de temperatura → apagado a gas a alta presión → tratamiento posterior al apagadoEsto evita problemas tales como daños en el sistema de vacío y un efecto de apagado de gas deficiente causado por un funcionamiento incorrecto:
Antes de comenzar, centrarse en inspeccionar el vacío, el apagado de gas y los sistemas eléctricos, mientras se preparan los materiales auxiliares.
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Inspección del sistema de vacío:
Compruebe si el nivel de aceite de las bombas de vacío (bombas mecánicas,Si la calidad del aceite es transparente (si el aceite se vuelve negro o emulsionado) y si el nivel de aceite está en la escala estándar (el nivel de aceite debe cubrir 2/3 de los engranajes de la bomba), se sustituye inmediatamente).
Inspeccionar la integridad de las superficies de sellado de las válvulas de vacío (válvulas angulares, válvulas de mariposa),y limpie las interfaces de las válvulas con un paño libre de peludas para evitar que las impurezas afecten el rendimiento de sellado.
Se ensayará el funcionamiento normal de los medidores de vacío (medidores de iones, medidores de resistencia) para garantizar que el error de visualización del grado de vacío no exceda del 5%.
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Inspección del sistema de apagado de gas:
Compruebe la presión de los cilindros de gas inerte (pureza de nitrógeno ≥ 99,999%, presión del cilindro ≥ 10 MPa) y si las tuberías de conexión tienen fugas (detecta con un espectrómetro de masa de helio, detector de fugas, etc.).que requieren una velocidad de fuga ≤ 1 × 10−8 Pa·m3/s).
Inspeccionar la integridad del ventilador y del deflector de amortiguación del gas; asegurarse de que las palas del ventilador no estén deformadas y que el deflector no esté bloqueado para garantizar una circulación uniforme del flujo de gas.
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Inspección del sistema eléctrico:
Compruebe si los elementos de calefacción (tubos de grafito, cables de molibdeno) están rotos o deformados; la resistencia de aislamiento debe ser ≥ 5MΩ (ensayo con un medidor de resistencia de aislamiento).
ensayar el sistema de control de temperatura (termopares, controladores PLC) para garantizar que el error entre la temperatura fijada y la temperatura real del horno es ≤ 3 °C,y que el dispositivo de alarma de sobre-temperatura (el límite de temperatura superior está fijado a 50°C por encima de la temperatura del proceso) es sensible y fiable..
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Preparación de piezas de trabajo y material auxiliar:
Limpiar las manchas de aceite y el óxido de la superficie de la pieza de trabajo (limpiar con alcohol para evitar que las sustancias volátiles contaminen el sistema de vacío durante el calentamiento).La capacidad de carga de la pieza de trabajo no debe exceder del 70% del volumen efectivo de la cámara del horno., y las piezas de trabajo deben distribuirse uniformemente en el bastidor de material para evitar el sobrecalentamiento local.
Preparar sellador al vacío (para lubricar las superficies de sellado de las válvulas) y nitrógeno de alta pureza (para evitar la escasez de gas durante el apagado del gas).
El proceso de operación es el núcleo del "uso y mantenimiento", que requiere un control preciso fase por fase de parámetros como el grado de vacío, la temperatura y la presión de apagado del gas:
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Fase de bombeo al vacío:
En primer lugar, encender la bomba mecánica y la bomba hasta que el grado de vacío dentro del horno sea ≤ 1 Pa (tardando aproximadamente 15 ~ 30 minutos), luego encender la bomba de difusión (para las bombas de difusión de aceite,primero calentar el aceite de la bomba de difusión a 200-250 °C, mantenga caliente durante 30 minutos, luego bombee a vacío alto).
Objetivo de bombeo de alto vacío: De acuerdo con los requisitos del proceso, el procesamiento general de la pieza de trabajo requiere bombeo a menos de 1 × 10−3Pa, mientras que las piezas de precisión requieren bombeo a menos de 1 × 10−5Pa.Si el grado de vacío cae demasiado rápido durante el bombeo, detenga la máquina y compruebe si hay fugas.
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Fase de calentamiento y aumento de temperatura:
En el rango de bajas temperaturas (temperatura ambiente ~ 600°C), activar el modo de calentamiento por convección, controlar el caudal de gas inerte a 5~10 m3/h,y ajustar la velocidad de calentamiento ≤ 10°C/min para evitar la deformación de la pieza de trabajo debido a una diferencia de temperatura excesiva.
En el rango de altas temperaturas (por encima de 600°C), cambiar al modo de calentamiento por radiación. Ajustar la velocidad de calentamiento de acuerdo con el material de la pieza de trabajo (≤ 8°C/min para el acero de alta velocidad, ≤ 5°C/min para las aleaciones de titanio).Después de alcanzar la temperatura objetivo, mantener la temperatura (el tiempo de retención se calcula en función del grosor de la pieza de trabajo, generalmente 1 ~ 2 min / mm).
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Fase de apagado de gas a alta presión:
Después del período de retención, primero llenar el horno con gas inerte a presión atmosférica (tasa de llenado de gas ≤ 0,5 MPa/min para evitar impactos en la pieza de trabajo),luego encienda el sistema de apagado de gas de alta presión.
Configuración de la presión de amortiguación del gas: ajustar de acuerdo con los requisitos de dureza de la pieza de trabajo.y la presión de tratamiento de la solución para las aleaciones de titanio es de 3 a 5 MPaDurante el enfriamiento por gas, controlar la velocidad de enfriamiento en tiempo real para garantizar que cumple con los requisitos del proceso (por ejemplo, el acero de alta velocidad debe enfriarse a menos de 200 °C en ≤30 minutos).
El apagado no es el fin del "uso y mantenimiento"; se requiere una limpieza adecuada del sistema y una protección a corto plazo:
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Tratamiento del sistema de vacío:
En primer lugar, apague el calentamiento de la bomba de difusión.apague la bomba mecánica y llene el horno con una pequeña cantidad de gas inerte a presión atmosférica para evitar que el aire entre y contamine el sistema de vacío.
Limpiar el filtro en la entrada de la bomba de vacío; si hay residuos excesivos en el filtro, soplarlo con aire comprimido (presión ≤ 0,5 MPa).
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Limpieza de la cámara de horno y del sistema de apagado de gas:
Después de que la temperatura del horno cae por debajo de 100 °C,abrir la puerta del horno y limpiar las impurezas residuales (como el polvo de grafito) de la pared interior de la cámara del horno y el deflector con un paño libre de pelusaPara manchas persistentes, limpie con un paño humedecido con alcohol.
Inspeccione el filtro en la tubería de apagado de gas; si el elemento filtro está bloqueado, reemplácelo oportunamente (generalmente reemplace el elemento filtro después de procesar 50 lotes de piezas de trabajo).
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Registro y protección:
Rellene el formularioFormulario de registro de funcionamiento de los hornos de apagado de gas a vacío a alta presión, registrando parámetros como el grado de vacío, la temperatura de calentamiento, la presión de apagado del gas y el tiempo de procesamiento para proporcionar una base para la optimización posterior del proceso.
Si la máquina se apaga durante más de 7 días, encender la bomba mecánica una vez por semana para bombear el vacío (pumpar a menos de 1 Pa y mantener caliente durante 30 minutos) para evitar daños por humedad en el sistema de vacío.
Los componentes centrales de los hornos de apagado de gas a vacío a alta presión (como las bombas de vacío, los elementos de calefacción y los sellos) son propensos al desgaste debido al funcionamiento a largo plazo.Se debe formular un plan de "mantenimiento diario + inspección y reparación periódicas" para evitar el apagado del equipo causado por fallos ocultos:
- Limpie la cinta de sellado de la puerta del horno (limpie con un paño seco para evitar un sellado deficiente y un grado de vacío reducido debido a la adhesión del aceite).
- Compruebe si hay fugas en las interfaces de las tuberías de gas inerte (aplique agua con jabón en las interfaces; no hay burbujas que indiquen un funcionamiento normal).
- Limpiar el polvo de la superficie de los controladores de temperatura y los medidores de vacío para garantizar una visualización clara de los parámetros.
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Reparación menor (mensual):
Inspeccionar los elementos de calefacción (tubos de grafito, alambres de molibdeno) para detectar sobrecalentamiento local o enrojecimiento.sustituir por elementos del mismo modelo (asegurar que la energía se corta durante el reemplazo para evitar descargas eléctricas).
Calibrar la precisión de los medidores de vacío; si el error es superior al 5%, volver a calibrar.
Reemplazar el aceite de la bomba mecánica (generalmente después de 500 horas de funcionamiento; si la calidad del aceite se deteriora temprano, reemplazarlo con antelación).
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Reparación mayor (trimestral):
Se realizará una inspección exhaustiva de las superficies de sellado de las válvulas de vacío.
Inspeccionar los rodamientos de los ventiladores de apagado de gas; si se produce ruido o vibración anormales, sustituir los rodamientos y añadir grasa de alta temperatura (el modelo de grasa debe coincidir con la velocidad del ventilador).
Inspeccionar el revestimiento del horno (fecho de grafito, ladrillos refractarios) para detectar daños; si el área dañada es superior al 10%,repararlo a tiempo (adherir el filtro de grafito con un adhesivo refractario a alta temperatura).
Realizar ensayos de aislamiento del sistema eléctrico; la resistencia de aislamiento del circuito de calefacción debe ser ≥ 5MΩ y la del circuito de control ≥ 2MΩ.
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