Несколько взглядов на вопросы технологии термической обработки металлов (закалки)

Конструкторский отдел нашего предприятия разрабатывал печи не механизированные периодического действия: камерные, шахтные, печи-ванны (https://tula-term.ru/products/vanny-elektrodnye-solyanye/), а также механизированные периодического действия, как то камерные с выдвижным подом, колпаковые, элеваторные, рольганговые.

Каждое изделие, выпускаемое нашим предприятием, оснащено прибором для измерения и регулирования температуры, записи, архивирования параметров термических процессов. Печи с защитной атмосферой дополнительно имеют приборы для регулирования углеродного потенциала, параметров защитной атмосферы.

Для термообработки нержавеющих сталей (закалки, нормализации, отпуска) ООО «Тула-Терм» освоил производство вакуумных печей элеваторного типа СЭВ. Эти модели в современном исполнении успешно применяются на предприятиях Роскосмоса и ВПК.

Теперь перечислим неполный перечень оборудования, выпускаемого ООО «Тула-Терм» для охлаждения, необходимого для выполнения операции закалки.

Простейшим устройством для охлаждения металлических деталей являются закалочные баки (https://tula-term.ru/products/baki-zakalochnye/), которые можно разделить на устройства периодического и непрерывного действия.

Мы рассмотрим только баки периодического действия, как самые простейшие.

Закалочные баки периодического действия устанавливаются у камерных печей. Как правило, они выполняются прямоугольной формы. Баки сварены из листовой стали, толщиной до 8 мм, для воды из нержавеющей стали, для масла – конструкционная сталь типа Ст 3. Стенки баков усиливаются ребрами.

В качестве закалочной жидкости используется вода, масло, полимерные растворы.

Приток холодной воды в бак из водопровода и удаление нагретой позволяет поддерживать необходимую температуру закалочной ванны.

При использовании в качестве закалочной жидкости масла, приходится прибегать к его искусственному охлаждению. В случае местного охлаждения масла, применяют змеевик с циркулирующей в нем холодной водой. Для централизованного охлаждения масла используют масло охладительную установку, обслуживающую несколько баков.

Масляные баки (https://tula-term.ru/products/baki-zakalochnye/baki-zakalochnye-maslyanye/) на случай пожара должны иметь крышку и аварийный спуск масла. Для отсоса паров масла над баками устанавливается вытяжной колпак или бортовые отсосы.

Первоначальная температура закалочной воды 15…20 оС а конечная температура после закалки 40 оС в противном случае охлаждающее действие воды значительно уменьшается.

При малой напряженности работы закалочных баков применяют местное охлаждение закалочной жидкости. Наиболее целесообразно в этом случае использовать охлаждаемые водой змеевики, расположенные на внутренних стенках бака.

Часто в баках закалочную жидкость подогревают и перемешивают при помощи мешалок или сжатого воздуха. Последний нельзя вводить во время закалки, так как пузырьки воздуха могут адсорбироваться на детали и способствовать образованию мягких пятен, браку.

При закалке массивных дорогостоящих деталей применяют струйное охлаждение. Поступающие под давлением струи жидкости, сбивая паровую рубашку, способствуют быстрому и равномерному охлаждению.

Вот основные технические параметры, которые соблюдаются при проектировании закалочных баков ООО «Тула-Терм».