CFC ķermeņi termiskai apstrādei

CFC ķermeņu skaita pieaugums termiskās apstrādes nozarē

Termiskās apstrādes krāsnis ir ievērojams kapitālieguldījums, aizņem vērtīgu rūpnīcas platību un bieži vien kalpo kā sašaurinājums ražošanas darbplūsmās. Pareiza detaļu nostiprināšana ir būtiska, lai nodrošinātu, ka visas detaļas saņem pareizu siltuma pārnesi, sasniegtu vienādas virsmas un mehāniskās īpašības un saglabātu kritiskās izmēru pielaides.

Tradicionāli lietie un kaltie tēraudi ir bijuši visizplatītākie stiprinājuma materiāli. Tomēr to augstais blīvums patērē ievērojamu daļu no krāsns kravnesības, ierobežojot kopējo partijas caurlaidspēju. Tēraudam ir arī augsts termiskās izplešanās koeficients (CTE), kas laika gaitā-pēc atkārtotas pakļaušanas straujiem sildīšanas un dzesēšanas cikliem-izraisa deformācijas un stiprinājuma ģeometrijas zudumu.

Pēdējos gados CFC{0}}ko parasti dēvē par oglekļa šķiedru kompozītmateriālu-ir kļuvis par iecienītāko stiprinājuma materiālu dažādiem termiskās apstrādes procesiem, piedāvājot vairākas galvenās priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem liešanas sakausējuma armatūru. Ievērojamākie ieguvumi ir ievērojams armatūras svara samazinājums, kas tieši palielina krāsns partiju caurlaidību, kā arī zemākas uzturēšanas un uzturēšanas izmaksas, pateicoties CFC izcilajai izturībai pret deformācijām un spējai saglabāt formu visā tā kalpošanas laikā.

Pirms desmit gadiem CFC joprojām tika uzskatīta par eksotisku un dārgu armatūras iespēju, un tikai dažiem uzņēmumiem bija zināšanas vai praktiska pieredze, lai to efektīvi izmantotu procesu uzlabošanai un izmaksu samazināšanai. Tomēr jaunākie sasniegumi ir pilnveidojuši gan CFC izejvielu ražošanas, gan ražošanas procesus, savukārt armatūras konstrukcijas ir kļuvušas uzticamākas un atkārtojamākas. Tā rezultātā CFC ķermeņi ir kļuvuši ievērojami pieejamāki un tagad piedāvā komerciāli dzīvotspējīgu risinājumu plašam lietojumu klāstam. Neskatoties uz šo progresu, pieņemšana ir palikusi salīdzinoši lēna, galvenokārt tāpēc, ka izplatīts nepareizs priekšstats par to, ka CFC armatūrai salīdzinājumā ar tērauda izstrādājumiem trūkst izturības un robustuma materiālu apstrādei.

Mūsdienās CFC ķermeņi vairs neaprobežojas tikai ar vakuuma lietojumiem. Plaša CFC materiālu kategoriju klāsta izstrāde ir ļāvusi tos izmantot citos termiskās apstrādes procesos, tostarp nitrīdēšanā, gāzes karburācijā, zemspiediena karburizācijā (LPC) un pat procesos, kas saistīti ar eļļas rūdīšanu vai gaisa atmosfēru zemā temperatūrā (parasti zem 450 grādiem).

Kāpēc izvēlēties CFC armatūru, nevis čuguna tērauda sakausējumu armatūru?

CFC materiālu unikālās fizikālās un ķīmiskās īpašības sniedz ievērojamas priekšrocības, ja tos izmanto liet sakausējuma ķermeņu vietā, -ja procesa apstākļi ir piemēroti.

CFC galvenie raksturlielumi un ar tiem saistītās priekšrocības salīdzinājumā ar liešanas tērauda armatūru ir izklāstītas zemāk:

• VIEGLS– CFC ķermeņi sver aptuveni 10–20% no līdzvērtīga leģētā tērauda armatūras zemāka materiāla blīvuma dēļ. Tas nodrošina termiskās apstrādes operatoriem drošāku vadību un uzlabotu ergonomiku. Klientiem, kuri pašlaik ielādē sakausējuma armatūru līdz maksimālajai krāsns jaudai, pāreja uz CFC parasti var palielināt daļas caurlaidspēju par 40–60%, kas ir tiešs armatūras svara samazināšanās rezultāts.
• AUGSTS SPĒKS- CFC ir stiprāks par leģētiem tēraudiem paaugstinātā temperatūrā, un tas ir aptuveni desmit reizes stiprāks 1000 grādu temperatūrā. Jāatzīmē, ka CFC stiprums palielinās līdz ar temperatūru. Tas piedāvā izcilu slodzes-nestspēju augstās temperatūrās, ļaujot armatūras neto slodzi palielināt līdz pat 100%, salīdzinot ar lietiem sakausējumiem.
• MAZĀKAS ENERĢIJAS IZMAKSAS– CFC mazākā termiskā masa nodrošina ātrāku sildīšanu un dzesēšanu, -parasti par 30% ātrāk nekā lietām tērauda ķermeņiem-, un sildīšanas laikā tai ir nepieciešama tikai viena-ceturtā daļa elektroenerģijas. Tādējādi tiek samazināts krāsns cikla laiks, samazinātas ekspluatācijas izmaksas, uzlabota krāsns jauda un samazināts iekārtas dīkstāves laiks. Lai gan slodzes un krāsns apstākļi atšķiras, ir sasniedzams enerģijas ietaupījums līdz 65%.
• ILGĀKS DZĪVES CIKLS– CFC armatūru kalpošanas laiks ir aptuveni piecas reizes ilgāks nekā lietām tērauda sakausējuma armatūru kalpošanas laiks, galvenokārt tāpēc, ka lietām tērauda ķermeņiem laika gaitā ir tendence deformēties, plaisāt un trauslēties.
• MINIMĀLI VAI BEZ PĀRSTRĀDES– CFC ir daudz zemāks termiskās izplešanās koeficients (CTE) nekā lietiem tērauda sakausējumiem, padarot to ļoti izturīgu pret šļūdei un deformācijām atkārtotu sildīšanas un dzesēšanas ciklu laikā. Salīdzinot ar lietām tērauda armatūru, kopējais armatūras pārstrādes laiks samazināsies par 90%, kā rezultātā ievērojami samazināsies uzturēšanas un uzturēšanas izmaksas. Turklāt, tā kā CFC ķermeņi neizkropļo, tie ir labi-piemēroti automatizētai apstrādei-, kas ir liela priekšrocība lielām termiskās apstrādes iekārtām ar lielu daļu caurlaidspēju un vairākām sērijveida krāsnīm.
• UZLABOTA PROCESA UZTICAMĪBA UN KVALITĀTE– CFC piedāvā izcilu izmēru precizitāti un stabilitāti termiskā cikla laikā, nodrošinot, ka armatūra saglabā savu formu un visas detaļas ir pareizi novietotas apstrādes laikā. Pareizi izstrādāta armatūra, kas atbalsta un vienmērīgi novieto komponentus, nodrošina uzticamu un atkārtojamu apstrādi, palīdzot konsekventi izpildīt kvalitātes prasības. Turpretim tērauda liešanas armatūras nestabilitāte un neparedzamība dažkārt var novest pie nepareizi novietotām detaļām vai nepareizi apstrādātām detaļām, kurām nepieciešama pārstrāde vai papildu apstrāde.

Kādi ir CFC ķermeņu ierobežojumi?

Lai gan CFC ir lielisks stiprinājuma materiāls, noteikti procesa apstākļi var ierobežot tā izmantošanu vai padarīt to nepiemērotu. Tie ietver:

• EUTEKTISKĀS REAKCIJAS– Virs 1000 grādiem CFC var saskarties ar tērauda sakausējumiem, izraisot krāsas maiņu, nevēlamu karburizāciju vai -smagos gadījumos-lokālu eitektisko kušanu (detaļu piemetināšanu armatūrai). Lai to novērstu, tiek izmantoti hibrīda-tipa ķermeņi, kuros CFC ir apvienots ar keramikas komponentiem-parasti saķepināta alumīnija oksīda vai alumīnija oksīda šķiedru kompozītmateriāli-. Šī keramika kalpo kā saskares punkti metāla daļām un var arī pilnībā aptvert CFC. CFC ķermeņus var arī pārklāt ar termisko barjeru, piemēram, itrija-stabilizētu cirkonija plazmas aerosolu, lai novērstu kontaktreakcijas. Tomēr pārklājumiem ir tendence laika gaitā nolietoties, un armatūra bieži ir jāpārklāj, kas palielina uzturēšanas izmaksas. Jauniem armatūras dizainiem parasti priekšroka tiek dota-iebūvētajai keramikai, jo tā piedāvā zemu-nomaināmu risinājumu eitektisko reakciju novēršanai.
   
• REAKCIJA AR SKĀBEKLI (O₂)– Ja tiek pakļauts gaisam vai skābekli saturošai atmosfērai, kuras temperatūra ir augstāka par 350 grādiem, CFC matricā esošais ogleklis oksidējas, reaģējot ar skābekli, veidojot oglekļa dioksīdu (CO₂) un sublimējot. Ja ir ūdens tvaiki (H₂O), oksidēšanās notiek virs 700 grādiem, veidojot oglekļa monoksīdu (CO) vai CO₂ kopā ar ūdeņradi (H₂). Lai novērstu oksidēšanos, daudzās nepārtrauktās stūmējkrāsnīs izmanto priekšoksidācijas kameras, lai noņemtu lieko skābekli, attīrot ar slāpekli un aizdedzinot izvadīto skābekli. Vienkameras vakuuma krāsnīs skābeklis pirms karsēšanas tiek noņemts, izmantojot vakuumsūkņus. Norādot CFC ķermeņus, klientiem jānodrošina, lai armatūra nevienā procesa brīdī netiktu pakļauta gaisa iedarbībai, kas pārsniedz 350 grādus. Pielietojumiem ar ļoti zemu skābekļa koncentrāciju var veiksmīgi izmantot impregnētus vai pārklātus CFC materiālus. Lai novērtētu oksidācijas risku, vienmēr ir ieteicams veikt pirmsražošanas testēšanu, ja lietojat ne-vakuumu. Tas parasti ietver mazu CFC paraugu palaišanu visā ražošanas procesā vairākas reizes un to svēršanu pēc katra cikla. Svara zudums neapstiprina oksidācijas neesamību.
   
• REAKCIJAS AR MEDIEM– Neapstrādātam CFC ir neliela porainība, kas var izraisīt šķidras vides, piemēram, dzesēšanas eļļas vai mazgāšanas šķīdumu, adsorbciju. Impregnēts CFC, kas apstrādāts ar ķīmisko tvaiku infiltrāciju (CVI) ar fosfora sāli, novērš šo porainību un novērš šķidruma iekļūšanu. Šī apstrāde uzlabo arī oksidācijas izturību. Tomēr šādas kategorijas ir ierobežotas līdz 900 grādiem, jo ​​fosfors var izskaloties augstākā temperatūrā un nogulsnēties uz sastāvdaļu virsmām, samazinot virsmas cietību. Eļļas dzesēšanai ļoti ieteicama pirmsražošanas pārbaude ar nelieliem armatūras paraugiem un lūžņu komponentiem, jo ​​īpaši gāzes karburēšanas procesiem, kas ietver mazgāšanu pēc-dzesēšanas un gaisa atlaidināšanu. Rūpīga uzmanība jāpievērš mazgāšanas posma efektivitātei, jo uz CFC ķermeņiem esošā eļļa var radīt dūmus rūdīšanas kamerā vai pat aizdegties, izejot cauri liesmas aizkaram. Pārbaudes armatūra ir jāciklē vairākas reizes, lai pārbaudītu, vai nav pārnesta eļļa vai dūmi. Laika gaitā saplaisājusi eļļa galu galā aizpildīs atlikušo porainību un novērsīs turpmāku dūmu veidošanos.
   

Procesa nosacījumi un CFC ķermeņu projektēšanas kritēriji

Norādot CFC armatūru izmantošanai jaunā krāsnī vai nomainot esošos tērauda liešanas armatūru, rūpīgi jāapsver procesa apstākļi, kā arī armatūras konstrukcijas kritēriji. Šādi rīkojoties, tiek nodrošināts, ka armatūra būs piemērota mērķim un pilnībā atbilst pielietojuma prasībām.

Tālāk esošie saraksti sniedz pārskatu par procesa apstākļiem un armatūras projektēšanas kritērijiem, kas jāapkopo un jānodod mūsu projektēšanas komandai, lai varētu izstrādāt sākotnējo stiprinājuma dizaina koncepciju.

Armatūras projektēšanas kritēriji un detaļas

• Katras apstrādājamās sastāvdaļas nosaukums vai daļas atsauce
• Katras apstrādājamās daļas CAD modelis (ar prieku parakstīsim NDA) vai galvenie izmēri, ja nevar nodrošināt CAD modeli
• Katra komponenta vēlamā detaļu orientācija (piemēram, horizontāla, vertikāla, piekārta utt.)
• Komponentu izmēru un formas pielaides
• Slodzes blīvums (attālums starp komponentiem, pozicionēšanas precizitāte)
• Vēlamā kravnesība (detaļas uz armatūru)
• Komponentu stiprinājuma atbalsts (piemēram, punktveida kontakti, pilna kontakta pozīcijas

Procesa nosacījumi

• Materiāla kategorija katrai apstrādātajai sastāvdaļai (lai mēs varētu pārbaudīt ķīmisko sastāvu)
• Katras apstrādātās sastāvdaļas svars
• Krāsns tips (vakuuma krāsns, stūmējkrāsns, nepārtraukta, integrēta sērijveida krāsns utt.)
• Krāsns iekraušana (priekšējās vai apakšējās iekraušanas krāsns? manuāla vai automātiska?)
• Kurtuves atmosfēra (vakuums, LPC, gāze) -Vai atmosfērā ir skābekli (O2)?
• Krāsns temperatūras profils (piemēram, paaugstināt temp.xgrāds minūtē, turiet 1050 ° C un atdzesējiet līdz RT)
• Rūdīšanas līdzeklis (slāpekļa/argona gāzes vai eļļas dzesināšana?)
• Krāsns maksimālie darba zonas izmēri (G x P x A mm)
• Krāsns maksimālā kravnesība (kg)
• Kamīna sliedes detaļas

· pavarda sliedes materiāls (grafīts, molibdēns, tērauds)

· Nē. no pavarda sliedēm

· pavarda sliedes platums, garums un augstums (mm)

·Attālums starp pavarda sliedes centriem (mm)

• Armatūras apstrādes metode (piemēram, armatūra, ko paceļ iekrāvēji vai stumj līdzi)
• Ja tiek izmantoti autoiekrāvēji, noderētu šāda informācija:

· Nē. no iekrāvēja rokām

· Rokas garums (mm)

· Rokas platums (mm)

· Fiksētas vai pārvietojamas rokas (ja ir kustīgas, kāds ir maksimālais attālums)

• Esošais Nr. detaļu skaits vienā armatūrā (lieta tērauda stiprinājumiem, ja piemērojams)
• Lodēšanas procesiem (ja piemērojams)

· Lodēšanas materiāls

· Lodlodēšanas līnija un novietojums uz daļas/montāžas

·Ja tiek izmantoti lodēšanas atsvari, svara izmēri un novietojums

Kā varXINGHUI MATERIĀLIatbalstu?

XINGHUI MATERIALS specializējas īpaši pielāgotu oglekļa šķiedras kompozītmateriālu (CFC) armatūru projektēšanā un piegādē, ko izmanto augstas temperatūras lietojumiem. Mūsu materiālu inženieru komandai ir liela pieredze darbā termiskās apstrādes nozarēs, un viņiem ir tieša pieredze darbā ar plašu termisko procesu klāstu, tostarp vakuuma termisko apstrādi, gāzes un zemspiediena karburizāciju (LPC), nitridēšanu un ferīta nitrokarburizāciju.

Mēs piedāvājam visus armatūras projektēšanas darbus-sākotnēji un bez maksas visiem klientiem bez pienākuma iegādāties.

Izstrādājot armatūru, mūsu galvenais mērķis vienmēr ir piedāvāt pievienoto vērtību klientam, panākt izmaksu ietaupījumus un galu galā samazināt ieguldījumu atdeves (ROI) laiku. Tas tiek panākts ar:

• Detaļu slodzes palielināšana uz vienu armatūru
• Krāsns ekspluatācijas (enerģijas) izmaksu samazināšana
• Krāsns jaudas uzlabošana, samazinot procesa cikla laiku
• Armatūras uzturēšanas un uzturēšanas izmaksu samazināšana
• Piedāvājam armatūru ar pagarinātu produktu dzīves ciklu
• Komponentu atjaunošanas{0}}darba izmaksu samazināšana

Mūsu materiālu inženieri strādā roku rokā ar mūsu projektēšanas komandu un kopā varēs jūs vadīt materiālu atlases un armatūras projektēšanas procesā, lai piedāvātu pielāgotu un komerciāli dzīvotspējīgu armatūras risinājumu.