Mitkä ovat valmistuksessa käytettyjen lämpökäsittelykorien päätyypit?

Päätyypit lämpökäsittelykorit valmistuksessa käytettävät jaetaan neljään rakennusluokkaan: kudotut metalliverkkokorit , sijoitusvaletut korit , rei'itetyt metallilevykorit , ja hitsatut tanko- ja runkokorit . Jokainen rakennustyyli valmistetaan sitten tietystä korkean lämpötilan seoksesta - yleisimmin 300-sarjan ruostumatonta terästä , nikkeli-kromiseokset, kuten Inconel 600 , tai superseoksia, kuten Hastelloy ja Haynes — riippuen uunin lämpötilasta, ilmakehästä ja prosessin kuormitusvaatimuksista.

Väärän korityypin valinta on yksi yleisimmistä syistä ennenaikaiseen osien vääntymiseen, epätasaisiin lämpökäsittelytuloksiin ja suunnittelemattomiin uunin seisokkiin. Tässä oppaassa on eritelty kaikki suuret korikategoriat rakenteen, materiaalin ja sovelluksen mukaan, jotta valmistus- ja laatuinsinöörit voivat määrittää oikean alustan hehkutusta, hiiletystä, karkaisua, karkaisua ja karkaisua varten.

Pikakatsaus: Korityypit yhdellä silmäyksellä

Luokittelu rakennusmenetelmän mukaan

Lämpökäsittelykorit luokitellaan ensin sen mukaan, miten ne on fyysisesti rakennettu, koska rakennustapa määrittää suoraan lujuuden, ilmavirran ja sen, kuinka hyvin kori kestää vääntymistä toistuvan lämpösyklin aikana.

1. Kudotut metalliverkkokorit

Lankaverkkokorit ovat yleisimmin käytetty tyyppi, koska niiden avoin kudos mahdollistaa tasaisen lämmön jakautumisen ja tehokkaan sammutusaineen kierron. Ne on rakennettu toisiinsa lukittuvista lankalangoista, joiden silmämäärä vaihtelee tyypillisesti 8-100 meshin välillä prosessoitavan osan koosta riippuen, ja ne on yleensä viimeistelty sähkökiillotuksella hilseilyn vähentämiseksi. Tämä malli on ihanteellinen pienten komponenttien, kuten kiinnittimien, laakereiden ja meistettyjen osien, suurten eräkäsittelyyn, koska verkko pitää osat erillään ja estää niitä sulautumasta yhteen käsittelyjakson aikana.

2. Sijoitusvaletut korit

Sijoitusvaletut korit Muodostuvat yhdeksi, yksiosaiseksi rakenteeksi, mikä eliminoi hitsausliitokset, jotka muuten olisivat ensimmäinen vikapiste lämpörasituksessa. Teollisuuden mitoitustiedot osoittavat, että valettuja koreja on saatavana jopa noin 48 tuumaa pitkiä, 48 tuumaa leveitä ja 18 tuumaa korkeina mitoissa, ja käyttölämpötilat ovat noin 1 250 ° F - 1 900 ° F. Koska halkeilevia tai irrottavia saumoja ei ole, valetut korit kestävät tyypillisesti pidempään kuin valmistetut mallit jatkuvassa, nopeassa tuotantoympäristössä, ja ne on usein määritelty tyhjiöuunisovelluksiin.

3. Rei'itetyt metallilevykorit

Rei'itetyt metallilevykorit stanssataan tai leikataan laserilla kiinteästä metalliseoslevystä, jolloin saadaan jäykkä, vähän taipuisa rakenne, joka sopii hyvin hienoihin, rakeisiin tai irtonaisiin osiin, jotka voivat pudota leveämmän metalliverkon läpi. Valmistuksessa käytetyt arkkipaksuudet vaihtelevat yleensä noin 0,0625 - 3 tuumaa, mikä mahdollistaa saman perusrakenteen skaalauksen kevyistä uppokoreista raskaisiin rakenteellisiin kantajiin. Tämä rakenne kestää painumista tiivistetyssä kuormituksessa paremmin kuin kudottu verkko, joten se on yleinen valinta rasvanpoisto- ja esikäsittelyn upotusprosesseihin sekä lämpökäsittelyyn.

4. Hitsatut tanko- ja runkokorit

Hitsatut tanko- ja runkokorit Yhdistä rakenteellinen sauvarunko erilliseen kudottuverkkovuoraukseen, mikä antaa insinööreille joustavuutta vahvistaa vain kantavia kohtia ja pitää muun korin kevyenä. Tämä hybridirakenne on erityisen yleinen tornimaisessa uunikuormauksessa käytettävien pinoavien korien kohdalla, jolloin useita koreja pinotaan useita kerroksia korkealle ja rungon on kestettävä sen yläpuolella olevien korien puristuskuormitus ilman muodonmuutosta.

Luokittelu metalliseosmateriaalin mukaan

Materiaalin valinta on yhtä tärkeää kuin rakennustyyli lämpötilan sieto , hapettumiskestävyys , ja kantavuus vaihtelevat merkittävästi metalliseosperheiden välillä. Toistuva altistuminen noin 1 600 °F:n yläpuolelle voi aiheuttaa monien standardien ruostumattomien metalliseosten kiihtyvän hapettumisen, mikä vaarantaa passiivisen oksidikerroksen, joka normaalisti suojaa metallia korroosiolta.

Kahden yleisimmän seosvaihtoehdon lähempi tarkastelu auttaa selittämään, miksi materiaalivalinnalla on niin suora vaikutus korin käyttöikään:

• 300-sarjan ruostumatonta terästä (mukaan lukien luokka 330) tarjoaa vahvan kantavuuden ja alhaisemmat materiaalikustannukset, joten se on oletusvalinta prosesseille, jotka pysyvät alle noin 1600 °F.
• Nikkeliseos 600 sen sulamispiste on noin 2 470 °F - 2 575 °F, murtolujuus noin 93 ksi huoneenlämpötilassa, joka putoaa noin 15 ksi:iin 1 600 °F:ssa, ja ylivoimainen kestävyys happamia ja syövyttäviä ympäristöjä vastaan verrattuna tavallisiin ruostumattomiin teräslaatuihin.
• Hastelloy ja Haynes superseokset on varattu vaativimpiin jatkuvatoimisiin uuneihin, joissa sekä äärimmäinen lämpö että kemiallinen altistuminen hajottaisivat nikkeli-kromiseoksia nopeammin.

Luokittelu uunin ja prosessisovelluksen mukaan

Rakenteen ja materiaalin lisäksi korit on suunniteltu myös sen uunityypin ja lämpöprosessin mukaan, jota ne tukevat.

Bulkkikäsittelykorit

Bulkkihoitokorit on suunniteltu suurten osamäärien helppoon lastaamiseen ja purkamiseen, kun tarkkaa asemointia ei vaadita. Näihin malleihin lisätään yleensä vinoja tai vahvistettuja seinämiä kuorman tasaamiseksi jakamiseksi ja muodonmuutosten vähentämiseksi kuljetuksen aikana lastausaseman ja uunin välillä.

Tyhjiöuunien korit ja tarjottimet

Tyhjiöuunin korit Ne rakennetaan tyypillisesti litteiksi pohjalokeroiksi mieluummin kuin syväsivuisiksi koreiksi, koska tyhjiöympäristössä olevat osat on järjestetty maksimoimaan pintaaltistus sen sijaan, että ne pinottaisiin irtotavarana. Nämä kantoaineet on lähes aina määritelty nikkeliseoksessa tai Inconelissa tyhjiökammioiden sisällä olevien hapettumattomien, korkeiden lämpötilojen vuoksi.

Veden sammutuskorit

Veden sammutuskorit vaativat vahvistetut hitsatut risteykset jokaisessa liitoksessa, koska sammutuksen nopea lämpöshokki aiheuttaa runkoon paljon enemmän mekaanista rasitusta kuin tavallinen lämmitysjakso. Ilman tätä vahvistusta tavalliset verkkoliitokset voivat halkeilla tai irrota vain rajoitetun määrän vaimennusjaksojen jälkeen.

Mukautetut sijoituskorit

Mukautetut sijoituskorit , kuten ne, jotka on suunniteltu keskittämään nokka-akseleita tai muita epäsymmetrisiä osia, käyttävät sijoitusvalua luodakseen jäykän tukirakenteen, joka pitää jokaisen osan kiinteässä asennossa koko käsittelyjakson ajan. Tämä estää vääntymisen, joka voi tapahtua, kun pitkien, ohuiden osien annetaan olla tukemattomina yhdessä kosketuspisteessä.

Kudottu verkko vs. valetut korit: kumpi sinun kannattaa valita?

Molempia malleja käytetään laajalti, mutta ne ratkaisevat erilaisia ​​ongelmia. Alla oleva vertailu osoittaa, missä kullakin rakennustavalla on etu.

Tärkeimmät tiedot, jotka on vahvistettava ennen korin tilaamista

Oikean korin määrittäminen vaatii muutakin kuin rakennetyypin ja metalliseoksen valitsemista. Valmistajat pyytävät yleensä seuraavat tiedot ennen mukautetun mallin tuottamista:

1. Uunin kammion mitat ja mahdolliset sisäiset esteet tai välysrajoitukset.
2. Maksimi käyttölämpötila ja koko korin kokeman lämpökiertoprofiilin.
3. Prosessin tyyppi — hiiletys, nitraus, hehkutus, tyhjiöjuotto tai suolahaude.
4. Työkappaleen paino ja geometria , mukaan lukien ovatko osat litteitä, sylinterimäisiä vai epäsäännöllisen muotoisia.
5. Vaadittu pinoamiskorkeus ja korikerrosten lukumäärä kuormaa kohti.
6. Ilmakehän tyyppi — endoterminen kaasu, typpi, tyhjiö tai suola.
7. Odotettu vuotuinen syklien määrä ja korin käyttöikä.

Kun nämä tiedot toimitetaan etukäteen, insinööritiimi voi sovittaa seoslaadun, seinämän paksuuden ja verkkojen määrän oikein prosessin todellisiin lämpö- ja mekaanisiin vaatimuksiin sen sijaan, että luottaisivat yleiseen valmiiseen malliin, joka saattaa toimia huonommin.

Korin käyttöikää pidentävät huoltokäytännöt

• Tarkasta korit säännöllisesti varhaisten merkkien varalta vääntymistä, hilseilyä tai nivelen halkeilua ennen kuin ne etenevät rakenteellisiin häiriöihin.
• Puhdista korit jokaisen jakson jälkeen poistaaksesi kalkki ja roskat, jotka voivat nopeuttaa paikallista korroosiota.
• Vaihda tai korjaa korit, kun verkkoosissa näkyy näkyvää ohenemista sen sijaan, että odotat täydellistä rakenteellista vikaa syklin puolivälissä.
• Seuraa syklien määrää koria kohden, joten vaihtoaikataulut perustuvat tietoihin eikä arvauksiin.
• Korjaa verkkovuoraukset ja vahvista kehyksiä mahdollisuuksien mukaan, koska monet korit voidaan palauttaa kokonaan vaihtamisen sijaan.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä materiaalia käytetään yleisimmin korien lämpökäsittelyyn?

300-sarjan ruostumaton teräs, erityisesti luokka 330, on yleisimmin käytetty materiaali yleiskäyttöisten lämpökäsittelykorien valmistukseen, koska se tasapainottaa kustannuksia, lujuutta ja lämpötilan kestävyyttä noin 1600 °F asti.

Miksi tyhjiöuunit vaativat yleensä nikkeliseoksesta valmistettuja koreja?

Tyhjiöuuneja käytetään usein korkeammissa lämpötiloissa kuin ilmakehän uuneja, ja nikkeliseokset, kuten Inconel 600, säilyttävät lujuuden ja hapettumiskestävyyden jopa noin 2 200 °F:n lämpötiloissa, mikä ylittää huomattavasti tavallisen ruostumattoman teräksen käytännön rajat.

Voiko lämpökäsittelykoria korjata vaihtamisen sijaan?

Kyllä. Yleisiä korjauksia ovat kuluneiden verkkopäällysteiden vaihtaminen, kehysten vahvistaminen jännityskohdissa ja pienten mittavääristymien korjaaminen, jotka kaikki voivat pidentää merkittävästi korin käyttöikää.

Kuinka kauan tyypillinen lämpökäsittelykori kestää?

Käyttöikä riippuu suuresti metalliseoksen valinnasta, käyttölämpötilasta, ilmakehästä ja lastauskäytännöistä, mutta tarkasti määritellyt korit, jotka on valmistettu prosessilleen oikeasta metalliseoksesta, voivat kestää tuhansia lämpösyklejä ennen kuin ne on vaihdettava.

Tarvitseeko kaikki lämpökäsittelykorit räätälöidä?

Ei välttämättä. Tavallisen kokoiset vakiokorit toimivat hyvin yleiskäyttöisissä prosesseissa, mutta räätälöityjä malleja suositellaan aina, kun osien geometria, uunin mitat tai ilmakehän kemiat poikkeavat tyypillisistä hyllystä saatavien teknisten tietojen ulkopuolella.

Bottom Line

Oikea lämpökäsittelykori Rakennusmenetelmän ja metalliseoksen sovittaminen uunin ja prosessin todellisiin vaatimuksiin. Kudotut metalliverkkokorit on edelleen monipuolisin ja kustannustehokkain vaihtoehto yleiseen bulkkikäsittelyyn, sijoitusvaletut korit tarjoavat pisimmän käyttöiän raskaassa, toistuvassa pyöräilyssä ja erikoisseoksissa, kuten nikkeli 600, Hastelloy ja Haynes on varattu äärimmäisimpiin lämpötiloihin ja korroosioolosuhteisiin. Näiden muuttujien sovittaminen oikein alusta alkaen vähentää osien vääristymiä, pidentää korin käyttöikää ja pitää uunin toiminnan käynnissä ilman odottamattomia seisokkeja.