Завод вакуумных печей отжига

Когда слышишь 'вакуумная печь отжига', первое, что приходит в голову — это стандартные боксы с нагревателями. Но в литейном цехе всё иначе: тут важны не только параметры вакуума, но и то, как печь поведёт себя при резком охлаждении отливок. Многие недооценивают, что равномерность температуры в камере влияет на структуру металла сильнее, чем сам вакуум.

Ошибки при выборе конфигурации печей

В 2018 году мы столкнулись с заказом на вакуумные печи отжига для алюминиевых сплавов. Клиент требовал скорость нагрева до 800°C за 20 минут — технически возможно, но при таком режиме уплотнители двери выходили из строя через месяц. Пришлось пересматривать конструкцию охлаждаемых шторок.

Частая проблема — экономия на системе контроля давления. Вакуумные насосы ставят без учёта газовыделения от формовочных смесей. Помню, на заводе в Новосибирске из-за этого в отливках появлялись поры, хотя печь формально держала 10?3 Торр.

Сейчас в ООО Шэньян Я ТЭ Производство Тяжелого Оборудования для таких случаев разработали гибридную систему: ротационные насосы + эжекторы. Не идеально, но для 95% задач хватает.

Специфика для центробежного литья

При отжиге литых роторов турбин главное — не допустить деформации. Мы как-то поставили печь с вертикальной загрузкой, а потом выяснилось, что подвесные крепления создают напряжения в местах контакта. Пришлось добавлять керамические прокладки.

Теплоотвод от массивных отливок — отдельная тема. В вакууме нет конвекции, поэтому радиационные экраны должны быть рассчитаны на локальные перегревы. В новых моделях вакуумных печей отжига мы использует многослойные экраны с перфорацией — снижает риск перекосов камеры.

Кстати, на сайте https://www.syytsb.ru есть чертежи таких систем. Там видно, как менялась конструкция с 2017 года — добавили компенсаторы теплового расширения на стыках.

Практические кейсы из опыта

В 2021 году для завода в Тольятти делали печь с зонным нагревом. Расчёт был на то, что разные секции ротора прогреются равномерно. Но при отжиге чугуна с шаровидным графитом верхняя зона перегревалась на 40°C. Выяснилось, что виноваты не ТЭНы, а отражатели из нержавейки — заменили на молибденовые, ушли от проблемы.

Ещё пример: клиент жаловался на трещины в отливках после вакуумного отжига. Оказалось, программа охлаждения не учитывала фазовые превращения в стали 40Х. Сделали ступенчатый отжиг с выдержкой при 550°C — дефекты исчезли.

Такие нюансы не найти в ГОСТах — только опытным путём.

Эволюция технологий на производстве

Когда ООО Шэньян Я ТЭ только начинала в 2004 году, вакуумные печи собирали по японским лекалам. Сейчас с 33 500 м2 площадей и 30 патентами уже разрабатывают камеры с ИК-контролем деформации в реальном времени.

Особенно горжусь системой рекуперации тепла от выхлопных газов — не то чтобы революция, но для энергоёмкости цеха экономия в 15% ощутима.

Коллеги из Уфы как-то спрашивали про ресурс нагревателей. Наши последние модели на никель-хромовых сплавах работают до 5 лет при циклических нагрузках — против 2-3 лет у аналогов.

Что ещё важно знать

Многие забывают про подготовку поверхности отливок перед загрузкой в вакуумную печь. Остатки песчаных смесей или окалина резко снижают качество вакуума. Мы даже разработали методику продувки камеры аргоном перед откачкой — снижает загрязнение в 3 раза.

Ещё один момент — автоматизация. Современные печи должны интегрироваться в систему MES цеха. В наших последних проектах для вакуумных печей отжига сделали API для передачи данных о термоциклах — это помогло заводу в Красноярске снизить брак на 7%.

Если брать глобально, будущее за комбинированными установками: вакуумный отжиг + азотирование в одной камере. Мы уже тестируем такую модель на полигоне в Шэньяне.