¿Qué es Método de calentamiento por tratamiento térmico de metales?

El calentamiento es uno de los principales procesos del tratamiento térmico de metales. La selección de métodos de calentamiento razonables puede garantizar y mejorar la calidad del tratamiento térmico del metal (consulte el control de calidad del tratamiento térmico del metal). Los defectos de algunas piezas después del tratamiento térmico se deben a un método de calentamiento inadecuado. Al calentar, la temperatura debe mantenerse adecuada y uniforme para evitar o reducir la oxidación y descarburación de la superficie del metal. Al mismo tiempo, debe controlarse la velocidad de calentamiento. Todos estos están relacionados con la elección adecuada del método de calentamiento.

El calentamiento temprano se llevó a cabo en una estufa abierta con carbón vegetal o carbón como combustible. Posteriormente, se cambió la posición de la cámara de combustión para hacer diferentes formas de hornos de reverberación, lo que mejoró la eficiencia del calentamiento. Para cambiar la oxidación y descarburación de la superficie causada por el contacto directo de la llama con la pieza de trabajo, algunas piezas de trabajo medianas y pequeñas a menudo utilizan métodos de calentamiento indirecto, como enterrar la pieza de trabajo en una solución de sal fundida y otros medios, es decir, "horno de baño". calentamiento, que básicamente puede evitar la oxidación y reducir la descarburación.

El uso de combustibles líquidos y gaseosos y la aplicación ampliada de calefacción eléctrica hacen que el método de calentamiento del tratamiento térmico del metal sea más perfecto, la temperatura de calentamiento es más fácil de controlar y, al mismo tiempo, se evita la contaminación ambiental. Antes y después de la Primera Guerra Mundial aparecieron empresas especializadas en la fabricación de hornos de tratamiento térmico.

A principios de la década de 1930, la aparición del calentamiento brillante en atmósfera controlada y el equipo de tratamiento térmico continuo mecanizado hicieron que el método de calentamiento por tratamiento térmico fuera un paso adelante. Después del advenimiento del tratamiento térmico al vacío en la década de 1960, la aplicación ampliada de atmósferas controlables, el trasplante de nuevas fuentes de calor, la aplicación de sondas de oxígeno y microprocesadores, etc., han traído consigo nuevos desarrollos en el tratamiento térmico y los métodos de calentamiento.
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Según las diferentes fuentes de calor, los métodos de calentamiento de tratamiento térmico de metales se pueden dividir aproximadamente en tres categorías: método de calentamiento por combustión de combustible, método de calentamiento eléctrico y método de calentamiento de energía de alta densidad de energía.

Método de calentamiento por combustión de combustible?El combustible utilizado puede ser sólido (carbón), líquido (petróleo) y gas (gas de carbón, gas natural, gas licuado de petróleo).

Calefacción con?carbón : el carbón es rico en recursos y los hornos de reverberación con carbón han desempeñado un papel determinado en los métodos de calentamiento por tratamiento térmico. La naturaleza del carbón y la estructura del horno de reverberación determinan que el carbón no es fácil de quemar por completo, por lo que la eficiencia térmica del horno de carbón es baja, la calidad del calentamiento y las condiciones de trabajo son malas y el hollín contamina el medio ambiente. Estas deficiencias han hecho que el método de calentamiento a carbón sea reemplazado gradualmente por otros métodos de calentamiento.

El calentamiento de combustible líquido?utiliza principalmente gasóleo pesado como combustible, que es adecuado para calentar en grandes hornos de calefacción y también para calentar en hornos de baño de sal calentados externamente. Generalmente, las boquillas se instalan en uno o ambos lados de la pared de calefacción exterior del horno. Cuando se usa combustible líquido para calentar un horno de baño de sal calentado externamente, la boquilla se instala en la carcasa del horno fuera del crisol. El combustible líquido se mezcla con aire en la boquilla y se atomiza bajo la acción del aire comprimido, y luego se rocía fuera de la boquilla y se quema en la cámara de calentamiento (o fuera del crisol del horno de baño de sal) para calentar la pieza de trabajo (o crisol). ).

El diseño y la disposición razonables de las boquillas juegan un papel clave para mantener uniforme la temperatura del horno y ahorrar combustible. El aceite atomizado rociado desde la boquilla también se puede quemar en el tubo radiante del horno, y el tubo radiante se calienta para calentar indirectamente la pieza de trabajo. El fuel oil es más fácil de controlar la temperatura de calentamiento que el carbón, y es adecuado para calentar piezas grandes en su conjunto y áreas con suficiente suministro de combustible.

Calentamiento de gas combustible:?En la boquilla, el gas se mezcla con una cierta proporción de aire y luego se expulsa y se quema. Este método puede calentar directamente la pieza de trabajo colocada en la cámara de calentamiento o rociar la llama en el tubo radiante instalado en la cámara de calentamiento para calentar indirectamente la pieza de trabajo. Cuando se usa en un horno de baño de sal, la boquilla se instala en la carcasa del horno fuera del crisol y la llama se dispara hacia el exterior del crisol para calentar la sal fundida. Los combustibles gaseosos utilizados para la calefacción incluyen gas de carbón, gas natural y gas de petróleo licuado.

El ajuste de la relación de aire a gas puede obtener una atmósfera de combustión oxidada o reducida, reduciendo así el grado de descarburación oxidativa cuando se calienta la pieza de trabajo. Este método de calefacción es adecuado para áreas con gran calefacción general y suficiente suministro de gas.
??Otra forma es utilizar la llama de la boquilla para calentar directamente la superficie de la pieza de trabajo. En este momento, la boquilla y la pieza de trabajo se mueven entre sí. El gas utilizado es oxígeno-acetileno, oxígeno-propano, oxígeno-metano, etc. Este método de calentamiento es el apagado de la llama, que es adecuado para el enfriamiento de la superficie de las piezas de trabajo.
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?El método de calentamiento eléctrico?utiliza electricidad como fuente de calor y utiliza varios métodos para convertir la energía eléctrica en energía térmica para calentar la pieza de trabajo. Cuando se calienta eléctrica, la temperatura es fácil de controlar, no hay contaminación ambiental y la eficiencia térmica es alta. Hay muchos métodos de calefacción eléctrica.

??Calentamiento del elemento calefactor?eléctrico Utilizando corriente alterna de frecuencia industrial (50-60 Hz) a través del calor de resistencia eléctrica generado por el elemento calefactor para calentar la pieza de trabajo. Los elementos calefactores eléctricos a menudo se colocan alrededor o en ambos lados de la cámara de calentamiento para garantizar una temperatura uniforme en la cámara de calentamiento; algunos se instalan en el tubo radiante para calentar indirectamente la pieza de trabajo. Para los hornos de baño de sal de calentamiento externo o los hornos de baño de metal, los elementos de calentamiento eléctricos están dispuestos en el espacio exterior del crisol y dentro de la carcasa. Este método de calentamiento también se puede utilizar en un horno de partículas flotantes para partículas de alúmina. Es adecuado para áreas donde la pieza de trabajo se calienta en su conjunto y t

iene suficiente energía eléctrica.
??La resistencia de la pieza de trabajo que calienta?la corriente alterna después de que la caída de voltaje pasa directamente a través de la pieza de trabajo, y la propia resistencia de la pieza de trabajo genera calor para aumentar la temperatura de la pieza de trabajo. Este método es adecuado para el calentamiento general de piezas de trabajo con secciones transversales uniformes. Otro método es usar una rueda de cobre rodante para presionar sobre la pieza de trabajo de metal, pasar una corriente alterna de bajo voltaje y alta corriente, y usar la resistencia de contacto entre la rueda de cobre y la pieza de trabajo para generar calor para calentar la superficie de la pieza de trabajo.

??El calentamiento por inducción de?la pieza de trabajo coloca la pieza de trabajo en una bobina en espiral, la bobina se pasa con una cierta frecuencia (generalmente más alta que la frecuencia de la energía) corriente alterna, de modo que la pieza de trabajo colocada en la bobina genera corriente parásita, utilizando la resistencia de la obra. pieza a sí misma para generar calor para ser calentado. La profundidad de este calentamiento puede disminuir a medida que aumenta la frecuencia de la corriente, lo que se denomina tratamiento térmico de calentamiento por inducción.

El calentamiento por inducción se utiliza principalmente para calentar la superficie de la pieza de trabajo, pero también se puede calentar en su conjunto con una frecuencia más baja y un diámetro pequeño de la pieza de trabajo. Este método de calentamiento tiene una alta eficiencia y un bajo consumo de energía, y se utiliza principalmente para calentar y enfriar piezas medianas y pequeñas.

Calentamiento por resistencia del medio de calentamiento "?Introducción de corriente alterna de baja tensión de frecuencia industrial en el electrodo enterrado en el medio, utilizando el calor de resistencia generado cuando la corriente fluye a través del medio para hacer que el medio alcance una temperatura alta. La pieza de trabajo se calienta en este medio de alta temperatura, lo que puede reducir o evitar la descarburación oxidativa. Este tipo de medio es un conductor, como sal, partículas de grafito, etc. Los tipos de horno de los hornos de calentamiento incluyen el horno de baño de sal del tipo de calentamiento interno y el horno de partículas flotantes de grafito.

Este método de calentamiento se utiliza principalmente para calentar y enfriar piezas pequeñas y medianas.
??Una energía de calor de alta densidad de energía?para calentar una gran densidad de potencia superficie de la pieza, el tiempo de calentamiento en milisegundos, la densidad de potencia de hasta 10 . 6 ~ 10 . 8 W / cm 2 , usando un calor solar, haces de electrones y el rayo láser.
??La calefacción solar?utiliza un calentador solar de concentración para calentar la pieza de trabajo.

??Calentamiento del rayo láser?Usando la luz láser generada por el generador de láser continuo de CO 2 , el rayo de alta temperatura se genera después de enfocar para irradiar la pieza de trabajo, de modo que la capa delgada local en la superficie de la pieza de trabajo alcance instantáneamente la temperatura de enfriamiento o la temperatura de fusión. Una vez que se detiene la irradiación, el calor de la superficie se transfiere rápidamente al material base para hacer que la superficie se endurezca o solidifique rápidamente.

Los procesos que utilizan calentamiento por rayo láser incluyen endurecimiento-endurecimiento por cambio de fase, "acristalamiento" de la superficie-solidificación rápida, aleación de la superficie, etc. El espejo puede cambiar la dirección del haz, por lo que este método es más adecuado para calentar la pared interior (como la camisa del cilindro), pero la eficiencia térmica es baja.

El calentamiento por haz de electrones?utiliza electrones de alta velocidad para bombardear la superficie de la pieza de trabajo, de modo que la alta energía cinética se convierte rápidamente en energía térmica y la temperatura de la superficie de la pieza de trabajo se eleva rápidamente a la temperatura de enfriamiento o temperatura de fusión. Una vez que se detiene la irradiación, el calor de la superficie se puede transferir al material base frío en poco tiempo para que se endurezca o solidifique rápidamente. Al igual que el calentamiento por láser, el proceso de calentamiento por haz de electrones también incluye el endurecimiento por cambio de fase, el "acristalamiento" de la superficie y la aleación de la superficie. Dado que el calentamiento debe realizarse en una cámara de vacío, el lote de piezas de trabajo está limitado hasta cierto punto, pero la eficiencia térmica es alta.