Прессование является эффективным способом формирования порошковых частиц в компоненты. Однако спрессованные детали часто не обладают прочностью и легко ломаются.
Процесс спекания решает эту проблему, придавая деталям необходимую прочность и плотность. Спекание происходит в спекательной печи.
В зависимости от количества и характеристик вашей продукции нам необходимо подобрать различные печи для спекания.
Содержание:
Спекание в порошковой металлургии
Спекание — это процесс нагревания спрессованных порошков для придания им прочности и структурной целостности, чуть ниже их точки плавления. Он в основном включает следующие три этапа.
1. Предварительное спекание в порошковой металлургии
Основная цель предварительного спекания — удаление связующих веществ. В этом процессе вы нагреваете сырую прессовку до 600-900°C в течение примерно 30 минут.
2. Высокотемпературное спекание
В процессе высокотемпературного спекания атомы металлического порошка диффундируют через границы частиц и сплавляются, образуя сплошную деталь.
В ходе этого процесса атомы металлического порошка диффундируют за пределы границ частиц и сливаются, образуя твердое вещество.
3. охлаждение
Спеченные частицы должны полностью затвердеть, и вы должны снять термическое напряжение продукта. Поэтому необходим процесс охлаждения. Обычно время охлаждения составляет около 2 часов.
Виды спекания
- Твердотельное спекание происходит при температуре плавления всех металлических материалов.
- Жидкофазное спекание — это процесс введения жидких элементов для ускорения уплотнения между частицами порошка, тем самым способствуя спеканию.
- Искровое плазменное спекание (SPS) использует высокоплотный импульсный электрический ток для превращения порошка в твердое тело. Процесс происходит в контролируемой среде.
Типы агломерационных машин
Конвейерная печь
Конвейерная ленточная печь представляет собой машину для непрерывного агломерирования.
Конвейерная печь состоит из 3 камер:
- Камера предварительного спекания
- Первичная спекательная камера
- Охлаждающая камера
Из-за проблем со сползанием конвейерной ленты при высоких температурах рабочая температура конвейерной печи обычно ниже 1150°C. Поэтому конвейерные печи обычно подходят для продуктов на основе железа и меди.
Конвейерные ленты в основном изготавливаются из нержавеющей стали марки 310. Однако нержавеющая сталь марки 314 и Inconel® 601 обладают лучшей устойчивостью к высоким температурам. Недостатком этой агломерационной машины является то, что сетчатая лента легко окисляется и обугливается, тем самым сокращая срок ее службы.
Кроме того, скорость движения конвейерной ленты составляет около 50-250 мм/мин. А ширина конвейерной ленты составляет около 500 мм.
Толкательная печь
Толкательная печь для спекания также является печью непрерывного действия, известной своей высокой производительностью.
Толкатель проталкивает продукт в печь без конвейерной ленты. Кроме того, толкательная печь является автоматической.
Температура спекания в печи с толкательным стержнем часто превышает 1200°C, а максимальная может достигать 2200°C.
Это объясняется тем, что в зоне термообработки толкательной печи отсутствуют движущиеся части, поэтому она имеет более высокую рабочую температуру.
Эксплуатация толкательной печи обычно включает:
- Загрузка: Сначала вы загружаете сырые компоненты на толкающую пластину или толкатель снаружи печи.
- Толкание: Толкательная печь проталкивает детали через зону предварительного нагрева и основную зону спекания печи с контролируемой скоростью.
- Выгрузка: Спеченный продукт выгружается толкателем или плитой для вторичной переработки.
Вакуумная печь для спекания
Как мы все знаем, печи непрерывного действия подходят для крупносерийного производства. Напротив, печи периодического действия, такие как печь вакуумного спекания, подходят для небольших объемов заказов.
Или если температура и время спекания для каждого продукта различны, то более экономически выгодной будет печь периодического действия.
Вакуумные печи позволяют сэкономить на защитной атмосфере.
Вакуумные печи для спекания могут достигать более высоких температур, чем конвейерные печи, достигая 2500°C и даже выше.
А поскольку внутри продукта нет газа, вызывающего усадку пор, его становится легче уплотнять.
Поэтому, если время спекания длительное или защитная атмосфера дорогая, вакуумные печи более экономичны. Особенно для высокотемпературных металлов, таких как нержавеющая сталь, карбид вольфрама, молибден и т. д.
Непрерывная вакуумная печь
Поскольку вакуумная печь периодического действия требует много времени на нагрев, охлаждение и вакуумирование, а также имеет небольшую производительность, на свет появилась вакуумная печь непрерывного действия.
Эта спекательная печь включает в себя три камеры: камеру обезжиривания, камеру спекания и камеру охлаждения. Различные камеры разделены перегородками.
Печь с шагающими балками
Печь для спекания с шагающими балками также является печью непрерывного действия с максимальной температурой спекания 1800℃. Эти печи используют уникальное возвратно-поступательное движение для перемещения продукта через агломерационную машину. Этот механизм движения позволяет продукту равномерно подвергаться воздействию требуемой температурной зоны.
Обычно шагающие балки используются только в зоне спекания, в зоне депарафинизации используется толкающий механизм, а в зоне охлаждения используется конвейерная система. Эти три зоны образуют замкнутую систему, что значительно снижает расход защитного газа.
Цены на агломерационные печи
Ниже приведено сравнение печей с конвейерной лентой и вакуумных печей для спекания, включая цены.
| Тип | Конвейерная печь | Вакуумная печь для спекания |
|---|---|---|
| Power | 75KW | 80KW |
| Максимальная температура | 1150 ° C | 1600 ° C |
| Точность контроля температуры | ± 1 ° C | ± 1 ° C |
| Однородность температуры | ± 5 ° C | ± 5 ° C |
| Размер камеры (Д*Ш*В) | 6000 * 300 * 60мм | 450 * 300 * 300мм |
| Время повышения температуры | ≤3 ч | / |
| Результат | 100KG / Н | 200 кг/печь |
| Абсолютный вакуум | / | 5×10⁻³ Па |
| Стоимость | $25,000 | $22,000 |
Рекомендуемые производители печей для спекания
Компания Abbott Furnace
Abbott Furnace Company — профессиональный производитель промышленных печей, расположенный в США.
Их оборудование включает в себя агломерационные машины, печи для отжига, печи для отпуска, машины для термической обработки и т. д.
Сентро Тех
Компания Sentro Tech, основанная в 1992 году со штаб-квартирой в Огайо, является профессиональным производителем высокотемпературных печей.
Они имеют полную линейку продукции для высокотемпературной обработки. Кроме того, они также предоставляют клиентам сменные детали для высокотемпературных печей, включая нагревательные элементы, древесноволокнистые плиты.
Гасбарре
Штаб-квартира компании Gasbarre находится в Пенсильвании, США, и специализируется на оборудовании для порошковой металлургии.
Их оборудование включает в себя прессы для формовки и профилирования порошков, печи для вакуумного спекания, конвейерные печи и т. д. Кроме того, они специализируются на проектировании и производстве печей для спекания по индивидуальному заказу.
Ningbo East Отопительное оборудование
Ningbo East Heating Equipment — компания, специализирующаяся на промышленных печах.
Они занимаются исследованиями, разработками и производством современных печей для агломерации с сетчатым конвейером, печей для агломерации с толкающими плитами, печей для обработки паром и печей для тонкого восстановления железного порошка.
FAQ
1. Печи для термообработки и печи для спекания — это одно и то же?
№
Термическая обработка и спекание — это разные процессы. Температура печи термической обработки обычно составляет 700-800 °C, а температура печи спекания часто превышает 1000 °C.
2. Какова длина конвейерной печи?
Конвейерная ленточная печь включает в себя зону предварительного нагрева, зону спекания и зону охлаждения. Обычная конвейерная ленточная печь имеет длину около 20-30 метров.
3. Какова производительность толкательной и конвейерной печей для спекания?
Суточная производительность конвейерной печи составляет около 2-3 тонн, а толкательной печи выше — около 5 тонн.
4. Какова общая температура спекания деталей, изготовленных методом порошковой металлургии?
- Температура спекания меди: 800°C
- Температура спекания железа: 1120°C
- Температура спекания нержавеющей стали: 1250°C
- Температура спекания железо-медного сплава: 900°C
5. Что такое атмосферы спекания?
Атмосфера спекания повлияет на механические свойства, внешний вид и коррозионную стойкость ваших изделий. Поэтому атмосфера спекания очень важна. Основные функции следующие:
- Не допускайте попадания наружного воздуха в печь для спекания и окисления продукта.
- Это помогает уменьшить количество связующих веществ в деталях.
- Уменьшает оксидный слой на поверхности прессованного порошка.
- Контролируйте содержание углерода в продукте
Обычно мы используем следующие атмосферы спекания:
- Водород
- Азот
- аргон
- вакуум