Atmosfere di processo per forni a gas: distensione, normalizzazione, ricottura e tempra brillante.
I forni a gas gestiscono la maggior parte dei processi di trattamento termico su larga scala nell'industria metallurgica. La distensione delle strutture saldate, la normalizzazione dei pezzi forgiati, la ricottura dei getti e la tempra superficiale di piccoli componenti sono tutte applicazioni comuni, e la progettazione del forno e il controllo dell'atmosfera variano per ciascuna di esse. Vediamo insieme le principali applicazioni di processo, la progettazione tipica del forno e i requisiti di atmosfera.
Alleviare lo stress
La distensione termica è l'applicazione più comune dei forni a gas. Il processo prevede il riscaldamento di un componente saldato o lavorato a una temperatura compresa tra 550 e 700 gradi Celsius (a seconda del tipo di acciaio), il mantenimento a tale temperatura per un tempo proporzionale allo spessore della sezione e un raffreddamento lento. Lo scopo è quello di eliminare le tensioni residue derivanti da saldatura, lavorazione meccanica o lavorazione a freddo, senza alterare significativamente la microstruttura.
Il forno standard è un forno a carrelli o a cappello, con tubi radianti a gas o bruciatori a fuoco diretto. L'atmosfera è tipicamente aria (per l'acciaio al carbonio) o un'atmosfera leggermente ossidante. Il tempo di ciclo è di 12-24 ore per carico, a seconda delle dimensioni del pezzo e dello spessore della sezione.
Il requisito di uniformità della temperatura è di più o meno 10 gradi Celsius su tutto il carico di lavoro, con un sistema di controllo a 3-5 zone. La velocità di riscaldamento è controllata tra 100 e 150 gradi Celsius all'ora per evitare fessurazioni da stress termico nelle sezioni più spesse.
MONTE INTELLIGENCE fornisce forni a carrello e a cappello per applicazioni di distensione termica nei settori dei recipienti a pressione, delle torri eoliche, della cantieristica navale e dei macchinari pesanti. L'impianto più grande gestisce carichi di 200 tonnellate in una camera di 6 m di larghezza x 8 m di altezza x 30 m di lunghezza.
Normalizzazione
Il processo di normalizzazione consiste nel riscaldare un componente forgiato o laminato a una temperatura compresa tra 850 e 950 gradi Celsius, mantenerla per un tempo proporzionale allo spessore della sezione e raffreddarlo in aria ferma. Lo scopo è quello di affinare la struttura granulare, migliorare l'omogeneità e ottenere proprietà meccaniche uniformi.
Il forno standard è un forno a carrelli con bruciatori a gas e recupero di calore. L'atmosfera è tipicamente aria o un'atmosfera leggermente ossidante. Il tempo di ciclo è di 18-36 ore per carico, a seconda delle dimensioni del pezzo e dello spessore della sezione.
La velocità di raffreddamento è fondamentale. I pezzi vengono generalmente raffreddati all'aria ferma sul carrello dopo il periodo di mantenimento, e il carrello viene fatto scorrere fuori dal forno verso un'area di raffreddamento. La velocità di raffreddamento è compresa tra 50 e 100 gradi Celsius all'ora, a seconda dello spessore della sezione.
MONTE INTELLIGENCE fornisce forni a carrello con focolare per applicazioni di normalizzazione nei settori della forgiatura e della fusione. I forni sono progettati per carichi da 10 a 200 tonnellate, con controllo a 3-5 zone e uniformità di temperatura di ± 5-10 gradi Celsius.
Ricottura
La ricottura è un trattamento termico più delicato che prevede il riscaldamento di un componente a temperature comprese tra 700 e 900 gradi Celsius, il mantenimento a tale temperatura per un lungo periodo e un raffreddamento lento all'interno del forno. Lo scopo è quello di ammorbidire il materiale, migliorarne la duttilità e alleviare le tensioni interne. La ricottura è comunemente utilizzata per getti, acciai laminati a freddo e leghe di rame.
Il forno standard è un forno a carrelli, a cappello o a sbalzo, con bruciatori a gas. L'atmosfera è tipicamente aria per l'acciaio al carbonio e atmosfera protettiva (azoto o argon) per l'acciaio inossidabile e l'acciaio per utensili. Il tempo di ciclo è di 24-48 ore per carico, a seconda delle dimensioni del pezzo e della velocità di raffreddamento.
Indurimento brillante
La tempra brillante è un processo di indurimento che produce una superficie pulita e priva di ossidi. Il processo prevede il riscaldamento di un componente in acciaio alla temperatura di austenitizzazione (da 840 a 880 gradi Celsius, a seconda del tipo di acciaio), il mantenimento a tale temperatura per un tempo proporzionale alla sezione e il successivo raffreddamento rapido in olio o polimero. L'atmosfera è fondamentale: deve essere un'atmosfera protettiva controllata che impedisca l'ossidazione e la decarburazione.
Il forno standard è un forno a nastro continuo o un forno a focolare vibrante, con tubi radianti a gas. L'atmosfera è tipicamente costituita da un gas endotermico con un potenziale di carbonio controllato, oppure da un'atmosfera di azoto-metanolo per produzioni di volume inferiore. Il consumo di atmosfera è compreso tra 5 e 15 metri cubi all'ora in un tipico forno a nastro.
La tempra è integrata nel forno. I pezzi escono dalla camera di riscaldamento ed entrano nella camera di tempra in pochi secondi. La tempra avviene in olio per gli acciai ad alta temprabilità e in polimero per gli acciai a bassa temprabilità. La temperatura e l'agitazione della tempra sono controllate per ottenere la durezza richiesta senza fessurazioni.
MONTE INTELLIGENCE fornisce forni a nastro reticolato per la tempra brillante di elementi di fissaggio, piccoli ingranaggi e molle. I forni utilizzano il riscaldamento a tubi radianti con atmosfera gassosa endotermica e integrano la tempra e il lavaggio in un'unica linea continua.
Brasatura
La brasatura unisce due parti metalliche utilizzando un metallo d'apporto che fonde a una temperatura superiore a 450 gradi Celsius, ma inferiore al punto di fusione dei metalli di base. I forni a gas sono comunemente utilizzati per la brasatura di componenti in rame, ottone e acciaio.
Il forno standard può essere a nastro, a fossa o a campana, a seconda della geometria del pezzo. L'atmosfera è tipicamente composta da azoto e idrogeno per la brasatura del rame, azoto con aggiunta di fluoro per la brasatura dell'alluminio e aria per la brasatura dell'argento (con rivestimento di flussante). Il tempo di ciclo è compreso tra 30 e 90 minuti per carico, a seconda delle dimensioni del pezzo e della lega di brasatura.
MONTE INTELLIGENCE fornisce forni per brasatura per scambiatori di calore automobilistici, componenti HVAC e giunzioni per utensili. I forni utilizzano un controllo preciso dell'atmosfera e un'uniformità di temperatura per garantire una qualità di brasatura costante.
Temperamento e invecchiamento
La tempra e l'invecchiamento sono processi a bassa temperatura, compresi tra 150 e 650 gradi Celsius, a seconda del tipo di acciaio e della durezza desiderata. Il processo viene tipicamente eseguito in un forno a lotti alimentato a gas (a camera o a carrello) o in un forno a nastro continuo.
L'atmosfera è tipicamente aria per l'acciaio al carbonio e atmosfera protettiva (azoto) per l'acciaio legato e l'acciaio inossidabile. Il tempo di ciclo è di 4-12 ore per carico per i forni discontinui e di 30-60 minuti per i forni continui.
Selezione del tipo di forno e dell'atmosfera
Per gli acquirenti che specificano un forno a gas, la scelta dipende dalla geometria del pezzo, dalla ricetta del processo, dall'obiettivo di produttività e dai requisiti di finitura superficiale. Il tipo di forno (a carrelli, a nastro reticolato, a fossa, a campana, a travi mobili, ecc.) e il sistema di atmosfera (aria, endotermica, azoto, argon) vengono scelti in base all'applicazione.
Il team di ingegneri di MONTE INTELLIGENCE è in grado di analizzare i requisiti applicativi e di consigliare una configurazione del forno con tipologia, capacità, design del bruciatore e sistema di atmosfera appropriati. Il risultato è una specifica del forno con garanzie di prestazione.
Contattate MONTE INTELLIGENCE per informazioni sulle applicazioni delle caldaie a gas.
Per gli acquirenti che stanno valutando un forno a gas per un processo specifico, l'ingegneria di MONTE INTELLIGENCE può consigliare una configurazione che si adatti al processo, alla portata e ai requisiti di finitura superficiale. Visitawww.cnlymonte.com/products-gas-furnace.html Per le specifiche del prodotto, per discutere di un progetto, inviare un'e-mail a helenxu@cnlymonte.com con oggetto "Applicazione forno a gas" e dettagli sulla ricetta del processo, la geometria del pezzo e l'obiettivo di produttività.
