О компании Видео о компании Видео о компании Видео о компании

Термическая и химико-термическая обработка в кипящем слое

 

1. Нагрев и насыщение в кипящем слое

Для единичного и мелкосерийного производства Потребителю на основе прямоточного метода подачи газовой среды предлагается вариант термической и химико-термической обработки деталей и инструмента в кипящем слое. Для проведения процесса используется то же оборудование, что и для обработки в газовой среде, в качестве носителя кипящего слоя может использоваться любой мелкодисперсный материал: например, электрокорунд.

Кипящий слой представляет собой гетерогенную систему, состоящую из слоя мелких частиц (0,6 –1,5 мм) огнеупорного материала (электрокорунда, сфкерокорунда и т.п.) и потока газо-воздушной смеси, проходящего сквозь слой частиц и создающего интенсивное их перемешивание, напоминающее «вязкую кипящую жидкость». Детали без затруднений погружаются в псевдоожиженный слой, работающий в интервале от 150оС до 1200оС. При соответствующих температурах и газовых составляющих кипящий или псевдоожиженный слой имитирует теплопроводные, изотермические и диффузионные свойства жидких сред, создавая в установках шахтного типа условия для получения равномерного прогрева и насыщения обрабатываемых изделий (цементации и нитроцементации).

Основной особенностью кипящего слоя является его большая теплоемкость и теплопроводность. Интенсивная циркуляция частиц, объемная теплоемкость которых примерно на три порядка превышает объемную теплоемкость газов, приводит к получению в печах  одинаковой во всех точках слоя температуры с точностью до нескольких градусов (от ±2 до ±5оС) от номинала. По интенсивности теплообмена и условиям работы печь с кипящим слоем аналогична ваннам с расплавами солей.

Существенным недостатком использования кипящего слоя в серийном производстве являются невысокие технико-экономические характеристики процесса. В первую очередь это связано с  относительно небольшими по сравнению с газовыми процессами садками, дополнительными, существенными затратами на катализатор и носитель, повышенными (в 7-10 раз большими) расходами газов на псевдоожижение и бо'льшими затратами электроэнергии на обработку 1 кг садки.

Немаловажную проблему представляет также:

  • вынос носителя из рабочего пространства с садкой;
  • необходимость соблюдения определенного соотношения массы садки и массы кипящего слоя в пределах от 1 : 5 до 1: 10 в зависимости от вида деталей и способа формирования садки;
  • инерционность системы, в связи, с чем переход от одного температурного режима к другому может занимать довольно значительное время;
  • поршневой эффект, возникающий при обработке плотных садок;
  • необходимость строго определенной ориентации изделий при загрузке;
  • невозможность обработки насыпных садок мелких деталей.

      Тем не менее,  кипящий слой имеет неоспоримые преимущества при замене соляных ванн при обработке небольших садок  в единичном и мелкосерийном производстве.

    2. Охлаждение в кипящем слое

    Изотермичность по объему кипящего слоя, отсутствие вредных паров и газов, а также интенсивный теплообмен с погруженными изделиями позволяют использовать кипящий слой в качестве охлаждающей среды. Закалке в кипящем слое по сравнению с закалкой в масле отдается предпочтение вследствие отсутствия паровой пленки на поверхности деталей при закалке, а также старения в процессе работы; кроме того, кипящий слой пожаробезопасен, а равномерное охлаждение детали по всей поверхности уменьшает ее коробление.

    Оптимальным материалом для кипящего слоя является электрокорунд. Он обладает достаточно высокой твердостью и плотностью, что определяет продолжительный срок службы. По охлаждающей способности он занимает промежуточное положение между воздухом и маслом, поэтому вопрос замены масла на охлаждение в кипящем слое решается индивидуально, в зависимости от марки стали и размеров деталей Заказчика. Охлаждающая способность кипящего слоя по сравнению с маслом для образцов диаметром 20 мм и 40 мм показана на рисунках 1 и 2. Она может быть повышена за счет увлажнения материала слоя или предварительного охлаждения до минусовых температур подаваемого воздуха. Опытная проверка проводится на преддоговорной стадии в условиях ЗАО «МИУС».

    Кипящий слой является идеальной средой охлаждения деталей из легированных инструментальных сталей, таких как 9ХС, ХВГ, Х6ВФ, Х12Ф1, Х12М, Р9, Р18 и т.п.

    Скорость охлаждения поверхности образца диаметром 20 мм: график 1 - в масле, шрафик 2 - в кипящем слое электрокорунда.

    Рисунок 1. Скорость охлаждения поверхности образца диаметром 20 мм:
    1 - в масле, 2 - в кипящем слое электрокорунда.

  • Рисунок 2. Скорость охлаждения поверхности образца диаметром 40 мм:
    график 1 - в масле; график 2 - в кипящем слое электрокорунда.


      
    Оборудование на складе
    Объявления

    Изменение цен
    С 1 февраля 2024 г. повышаются цены на производимое ООО "МИУС" оборудование. 

    Благодарность от Президента РФ
    Первый заместитель губернатора, председатель правительства Тульской области Вячеслав Федорищев передал директору компании Благодарность Президента РФ.

    Юбилей ООО "МИУС"
    В мае 2023 года нашей компании исполнилось 30 лет!

    Премия правительства РФ в области науки и техники
    ООО "МИУС" в числе лауреатов премии.

    Реорганизация компании
    Завершена реорганизация в форме преобразования ЗАО "МИУС" в ООО "МИУС"

    Теплоизоляция печей
    Видео, наглядно демонстрирующее эффективность теплоизоляции печей производства ЗАО "МИУС".