Введение

Учебная сварочно-термическая и механическая практика была пройдена на ОАО «Могилевский завод «Строммашина». Принадлежит на праве собственности Республике Беларусь и находится в ведении Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь.

В 1913 году товариществом братьев Мазья и Аранзон было открыто в Могилеве меднолитейное и механическое предприятие. Товарищество бралось за устройство мельниц, маслобойных и винокуренных заводов, продажу населению плугов, топоров и др.

В 1920 году завод был национализирован и занимался ремонтом автомобилей, походных кухонь, изготовлением военных повозок.

В 1921 году начался выпуск плугов, борон, запасных частей для сельхозмашин. В 1926 году завод освоил выпуск ручных молотилок, силосорезок, конных приводов, веялок, весов. Завод продолжал строиться.

В 1941 году завод, демонтировав оборудование, был эвакуирован вглубь страны. В 1946 году началось восстановление завода, и он был передан в ведение Министерства строительного и дорожного машиностроения. С тех пор он получил новое название «Строммашина».

В 1950 году завод получил новые задания, которые потребовали его расширения. Вновь строящиеся корпуса оснащались современным оборудованием.

В 1962 году завод впервые освоил и начал серийный выпуск грузовых грузоподъемностью 2000 кг. и новых моделей пассажирских лифтов грузоподъемностью 350-500 кг

С 2004 года приступили к изготовлению впервые в Республике очень сложной машины - Отвал образователь Шагающий.

В 2005 году заводом будет продолжаться выпуск пресса вибрационного с толкателем поддонов МЗ2-002

Данное предприятия имеет следующие основные цеха:

1) Сборочноконструкционный цех №1

2) Чугунолитейный цех № 2

3) Механосборочный цех №3

4) Механосборочный цех № 4

5) Механосборочный цех № 6

6) Механосборочный цех № 10

7) Метизный цех № 12

8) Сборочно-малярный цех №15

На предприятии численность работников составляет 2598 человек. Которые имеют высшее (442 человек) среднее специальное (664 человек) профессионально-техническое (968 человек) среднее (968 человек) базовое и начальное (38 человек).

Сварочно-термическая практика

Цель: Пройти инструктаж про техники безопасности. Ознакомится с основными операциями кузнечных работ и оборудованием предназначенным для кузнечных работ.

По прибытии на сварочно-термическую практику со мной был проведёт инструктаж по техники безопасности и охране труда при прохождении сварочно-термической практики. Нам были выданы средства индивидуальной защиты головы и глаз (каску, очки) и спецодежду. Без спецодежды и средств индивидуальной защиты вход в цеха строго запрещён.

1.1.2) Кузнечные работы. Вытяжка осадка и высадка металла.

Осадкой металла называется операция увеличение площади поперечного сечения исходной заготовки за счет уменьшения ее высоты (рис. 1.1, а). Осадка применяется при изготовлении поковок с большими поперечными сечениями и относительно малой высотой (шестерни, диски и т.п.). При изготовлении пустотелых поковок типа колец, барабанов и подобных им, осадка применяется как предыдущая операция. Разновидностью осадки является высадка, заключающийся в местном увеличении поперечного сечения (рис. 1.1, б). Высадка обычно применяется для получения головок болтов, буртов, фланцев и т.п. При изготовлении в условиях мелкосерийного производства партии поковок с относительно сложным контуром, что трудно выполнить вышеперечисленными операциями, применяется так называемая штамповка в подкладных штампах (рис. 1.1, г). В подкладных штампах могут изготавливаться головки гаечных ключей, головки болтов, валики с буртиками и другие поковки. Вытяжка металла Вытяжкой называется операция увеличения длины исходной заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения (рис. 1.1, в). Вытяжка применяется при изготовлении поковок с удлиненной осью (валков, рычагов, шатунов, тяг и т.п.) и является самой распространенной операцией ковки. Она осуществляется последовательными ударами или нажатиями на отдельные участки заготовки, примыкающие один к другому. При деформации заготовки образуется выпучивание ее граней, которые не сталкиваются с бойками. Для устранения этого явления в процессе вытяжки заготовку периодически или после каждого удара (нажима) кантуют (возвращают) на 90° вокруг ее оси. На интенсивность вытяжки влияет ширина и форма применяемых бойков, состояние их поверхности и длина деформируемых участков заготовки. Чем выше чистота поверхности бойков, чем меньше их ширина и чем меньше длина деформируемых участков заготовки, тем интенсивнее вытяжка. Интенсивность вытяжки увеличивается при использовании вырезных бойков вместо плоских. Последовательное чередование вытяжки и осадки позволяет значительно снизить анизотропию механических свойств. Разновидностями вытяжки являются: раскатка (раздача); разгон (расширение) и т.п. Вытяжка на оправке представляет собой операцию увеличения длины пустотелой поковки за счет уменьшения ее внешнего диаметра и толщины стенок. Эта операция применяется при изготовлении пустотелых поковок типа орудийных стволов, котельных барабанов, турбинных роторов и др.. Этой операции подвергаются предварительно прошитые заготовки, которые надеваются на оправку и обжимаются, как сплошные заготовки, с помощью вырезных или плоских бойков. Схемы основных операций свободной ковки Рисунок. 1.1. Схемы основных операций свободной ковки На рис. 1.1 изображена вытяжка трубы на оправке с помощью вырезного и плоского бойков. Раскатка на оправке (раздача) представляет собой операцию увеличения внешнего и внутреннего диаметров пустотелой заготовки за счет уменьшения толщины ее стенок (рис. 1.1, д) и применяются при изготовлении колец, бандажей, барабанов и т.п.

Рисунок. 1.1 . Схемы основных операций свободной ковки

Применяется следующие оборудование: Пресс гидравлический горизонтальный «Ажур-3М»,Пресс гидравлический вертикальный «ПВ-100»

Цель: Закрепить знания по темам рубка, гибка и прошивка металла.

1.2.1) Рубка, гибка, прошивка металла

Гибка (гнутье) металла Гибкой называется операция, с помощью которой заготовки придают изогнутую форму по заданному контуру (рис. 1.1, е). Этой операцией изготавливаются угольники, скобы, крючки, кронштейны и т.п. При сгибании происходит изменение площади поперечного сечения заготовки в зоне изгиба вследствии сжатия внутренних и растяжения внешних ее слоев, называемое стяжкой. Для компенсации стяжки в месте изгиба заготовки предоставляют увеличенный размер по толщине. При изгибе возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному. Чтобы избежать этого явления подбирают соответствующий радиус закругления и угол изгиба. Кроме заготовок сплошного профиля сгибанию могут подвергаться также трубы, для чего последние наполняются песком и плотно забиваются с обеих сторон пробками.

Рубка металла Рубкой металла называется операция отделения одной части заготовки или поковки от другой (рис. 1.1, з). Применяется рубка для получения из заготовок большой длины нескольких коротких, для удаления излишков металла на концах заготовок или поковок, для удаления излишков металла во внутреннем контуре поковки (вырубка), для удаления прибыльной и донной частей слитка и т.п. Рубка металла осуществляется с помощью топоров различной формы (рис. 1.2, г).

Прошивка металла Прошивкой называется операция получения в заготовке отверстия (рис. 1.1). Инструментом для прошивки является прошивень, который может быть сплошным или пустотелым (рис. 1.2, д). При сквозной прошивке сравнительно тонких поковок применяются подкладные кольца (рис. 1.2, и). Основной кузнечный инструмент Рисунок. 1.2. Основной кузнечный инструмент Отверстия до 400-500 мм в диаметре прошиваются сплошными прошивнями. Отверстия диаметром 300-900 мм прошиваются пустотелыми прошивнями. Прошивка пустотелыми прошивнями во многих случаях имеет цель удалить из заготовки центральную ликвацийну зону и использовать более качественный металл периферийных зон слитка.

Рисунок. 1.2 Основной кузнечный инструмент

Применяется следующие оборудование: Топоры различной формы, подкладные кольца, прошивень, Пресс гидравлический вертикальный «ПВ-100»,Пресс гидравлический горизонтальный «Ажур-3М».

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механоконструкционном цехе №1

Цель: Закрепить знания по теме термическая обработка металла.

1.3.1 Термическая обработка металла

Термическая обработка металлов и сплавов - процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Среди основных видов термической обработки следует отметить:

Отжиг(гомогенизацияинормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типамартенсита.

Закалкупроводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.

Отпускнеобходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится болеепластичнымпри некотором уменьшениипрочности.

Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

2. Оборудование для термообработки.

3. Электрические и газовые камерные печи периодического действия используются в опытном, единичном и мелкосерийном производствах для термической обработки мелких и средних.

Электрические и газовые камерные печипредназначаются для отжига, закалки, нагрева перед ковкой, нормализации металлических деталей, отпуска, а также для обжига керамических изделий и термообработки изделий из стекла.

Электрические и газовые камерные сушилки периодического действия используются в единичном и мелкосерийном производствах для термической обработки различного рода материалов.

Камерные сушилкииспользуются при термических процессах низкой температуры, таких как удаление влаги, подогрев перед другими термопроцессами, тесты на термическую прочность, а также для вулканизации резины, порошковой покраски, низкотемпературного отпуска и т.д.

Электрические и газовые печи с выдвижным полом периодического действия используются для термообработки в единичном или серийном производствах деталей среднего и большого размера. В сравнении с печами других типов, электрические и газовые печи более удобны при операциях загрузки и выгрузки, которые можно механизировать.

Электрические и газовые печи с выдвижным поломиспользуются для нагрева перед ковкой, закалки, отжига, отпуска, искусственного старения, нормализации металлических деталей, а также для обжига керамических изделий и термообработки изделий из стекла.

Электрические и газовые сушилки с выдвижным полом периодического действия предназначены для термической обработки различных материалов и деталей в серийном производстве. По сравнению с другими сушилками более удобна загрузка-выгрузка, которую можно механизировать.

Сушилки такого типаиспользуются для низкотемпературных термических процессов, таких как удаление влаги, тесты на термическую прочность, подогрев перед другими термопроцессами, а также для порошковой покраски, вулканизации резины, низкотемпературного отпуска и т.д.

Электрические и газовые туннельные печипостоянного действия используются в серийном производстве для термообработки различных материалов.

Электрические и газовые туннельные печи легко интегрируется в непрерывные технологические производственные линии. В отличие от обычных печей и сушилок электрические и газовые туннельные печи, в зависимости от автоматизации и механизации, более производительны.

Электрические и газовые туннельные сушилки постоянного действия предназначены для термической обработки различных материалов и деталей в серийном производстве.

Оборудование такого типалегко интегрируется в непрерывные технологические производственные линии, оно является более производительным, чем обычные печи и сушилки в зависимости от степени механизации и автоматизации.

Электрические и газовые колпаковые печи используются в серийном производстве для процессов термообработки. Колпаковые печи используются для отжига проволоки, ленты и других изделий из металла. Колпаковые печи состоят из футерованного колпака с нагревателями и одной или несколько неподвижных платформ.

Колпаковые печииспользуются при термообработке изделий большого веса и размеров. Колпаковые печи, за счет своей конструкции, позволяют экономить производственные площади, а при наличии нескольких платформ может быть достигнута более выскокая производительность. Колпаковые печи удобны при использовании защитных газов.

Шахтные электрические печи применяются для термической обработки длинных деталей в вертикальном положении, а также для тяжелых деталей, для загрузки которых в рабочую камеру нужен кран. Шахтные печи имеют рабочую камеру может в форме цилиндра или прямоугольника, и в зависимости от процесса, либо комплектуются мешалкой воздуха, либо – нет.

Шахтные печимогут быть укомплектованы ретортами, которые используются в термохимических процессах, например при газовой цементизации, нитроцементизации и азотировании.

Оборудование для индукционного нагрева, основывается на принципе электромагнитной индукции. Оборудования для индукционного нагрева осуществляет нагрев или плавку тел за счет теплового действия вихревых электрических токов, которые протекают в нагреваемом теле. Оборудование для индукционного нагрева применяется для локальной закалки внутренних или наружных поверхностей деталей.

Обеспечивают необходимую твердость поверхности при помощи насыщения поверхностных слоев металла азотом или углеродом. Печи для термохимических процессом можно использовать практически для любых марок сталей. Печи для термохимических процессов используются для следующих операций: цементизация, нитроцементизация и азотирование.

Вакуумные печи- это герметизированные аппараты, в которых проходят электротеримческие процессы, к которым предъявляются особые требования. Вакуумные печи применяются для безокисилительного нагрева металлов и плавки металлов с высокой степенью очистки. Вакуумные печи используют при плавке, рафинировании, разливки в формы сталей, жаропрочных сплавов, высоколегированных сталей, а также цветных и редких металлов.

Применяется следующие оборудование: Шахтные печи для закалки (ШЭС-780N), Печи для термообработки металла с выкатным подом (КЭСмвп-3000N), Камерные печи для термообработки металла (КЭСм-97).

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механосборочном цехе №3.

Цель: Закрепить знания по темам: ручная дуговая сварка, Сварка в углекислом газе, газовая сварка, газовая резка

1.4.1) Сварочные работы

Сварка - процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Обычно применяется для соединения металлов, их сплавов или термопластов, а также в медицине.

Для производства сварки используются различные источники энергии: электрическая дуга, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только на промышленных предприятиях, но и на открытом воздухе, под водой и даже в космосе. Производство сварочных работ сопряжено с опасностью возгораний, поражений электрическим током, отравлений вредными газами, облучением ультрафиолетовыми лучами и поражением глаз.

Ручная дуговая сварка

Для сварки используют электрод с нанесённым на его поверхность покрытием (обмазкой). При плавлении обмазки образуется защитный слой, отделяющий зону сварки от атмосферных газов (азота, кислорода), и способствующий легированию шва, повышению стабильности горения дуги, удалению неметаллических включений из металла шва, формированию шва и т. д. В зависимости от типа электрода и свариваемых материалов электросварка производится постоянным током обеих полярностей или переменным током.

Сварка в углекислом газе

Сущность процесса сварки в углекислом газе заключается в следующем. Поступающий в зону сварки углекислый газ защищает ее от вредного влияния атмосферы воздуха. При­чем при высокой температуре сварочной дуги углекислый газ частично диссоциируется на окись углерода и кислород 2С0 2 2СО +O 2 .

В результате в зоне дуги образуется смесь из трех раз­личных газов: углекислого газа, окиси углерода и кислорода.

Вследствие того, что температура дуги не везде одинако­ва, неодинаков и состав газовой смеси в зоне дуги. В централь­ной части, где температура дуги высокая, углекислый газ диссоциирует почти полностью. В области, прилегающей к сварочной ванне, количество углекислого газа преобладает над суммарным количеством кислорода и окиси углерода. Все три компонента газовой смеси защищают металл от воздействия воздуха, в то же время окисляют его как при переходе капель электродной проволоки в сварочную ванну, так и на поверхности

Газовая сварка

Газовая, или газоплавильная сварка, также газосварка - сваркаплавлением с применением смесикислородаи горючегогаза, преимущественноацетилена; реже -водорода,пропана,бутана, и т.д. Тепло, выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего газа, оплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием сварочной ванны - металла свариваемого шва, находящегося вжидкомсостоянии. Пламя может бытьокислительным или восстановительным, это регулируется количеством кислорода. В зависимости от состава основногометаллавыбирают состав присадочных прутков

Газовая резка

Газовая резка производится путем сжигания металла в кислороде, который выходит струей из газовой горелки-резака и выдувает сгоревшие частицы металла. Предварительно металл в месте реза прогревается пламенем смеси кислорода и ацетилена. Во время горения при резе металла его нижележащие слои прогреваются теплом, выделяющимся при горении.

Этот способ резки применим в тех случаях, когда температура плавления разрезаемых металлов выше температуры плавления их окислов. Последние должны быть достаточно жидкотекучи в расплавленном состоянии, чтобы можно было их легко удалять из реза струей кислорода.

Применяется следующие оборудование: Сварочный аппарат Оливер ВД-350,Сварочный аппарат Оливер ПДУ-350.1К,Сварочный аппарат ОЛИВЕР MMA 200,Электроды S-7016,Электроды МР-3

На «Могилевский завод «Строммашина» данные работы производят в механоконструкционном цехе №1, механосборочном цехе№10, сборочно-малярном цехе №15

Цель: Закрепить знания по темам антикоррозийная обработка, пескоструйная обработка, полимерное окрашивание.

1.5.1) Комплексная работа

Комплексная обработка металла:

1)антикоррозийная;

2)пескоструйная;

3) полимерное окрашивание;

1)Коррозия – одна из основных проблем в решении вопроса обеспечения долговечности металлических конструкций. Причина возникновения этого негативного явления - химическое воздействие на металл окружающей среды, в результате которого происходит его постепенное окисление и разрушение. И всем известно, что гораздо тяжелее остановить коррозию металла, чем её предотвратить, поэтому превентивные меры по обработке металлических конструкций так актуальны сегодня для строителей. Наиболее эффективным на сегодняшний день способом борьбы с коррозией металла является комплексная антикоррозийная обработка, которая обеспечивает безопасность, правильное функционирование конструкций и значительно продлевает срок службы сооружений из металла и оборудования с металлическими элементами.

Холодное цинкование

Основной метод антикоррозийной обработки металлоконструкций - это холодное цинкование - один из широко признанных способов защиты стали от коррозии. Он объединяет достоинства традиционных способов обработки металлоконструкций - цинкования и лакокрасочных покрытий. Основной компонент цинк-наполненных композиций - высокодисперсный порошок цинка. Цинк-наполненные композиции наносят при обработке металлических конструкций традиционными лакокрасочными методами (распыление, кисть, валик) на предварительно подготовленную поверхность металла. В результате образуется покрытие с содержанием цинка до 97%.

Холодное цинкование обеспечивает комбинированную защиту стали, сочетающую протекторный (катодный) механизм подобно цинковым металлическим покрытиям (горячее цинкование, гальваника) и гидроизолирующий механизм подобно традиционным лакокрасочным материалам. Благодаря этому холодное цинкование в сфере антикоррозийной обработки металлоконструкций превосходит другие методы по устойчивости к коррозии и срокам службы покрытия. Холодное цинкование многофункционально: цинк-наполненные покрытия могут применяться в различных эксплуатационных условиях в качестве самостоятельного покрытия или в качестве грунтовки в комбинированных системах в сочетании с лакокрасочными покрытиями различного назначения.

Установки нашли широкое применение в металлургии. С их помощью получают чистые сплавы, закаляют металлические изделия. Термическое оборудование обеспечивает равномерный прогрев массы в любых направлениях. Также оно защищает металл от негативного воздействия инородных тел.

Навигация:

Термическое промышленное оборудование позволяет проводить следующие технологические процессы:

• нормализацию;
• отжиг;
• отпуск;
• закалку;
• криогенную обработку.

Агрегаты можно разделить на две основные группы: основные и вспомогательные установки. Первый вид оборудования предназначен для обработки металлов и продукции. К этой категории относят закалочные баки, печи и другие системы. Вспомогательные агрегаты представлены моечными машина, прессами.

Преимущества термической обработки металлов:

• сокращение количества выпуска бракованных деталей;
• повышение прочности металлических сплавов;
• получение однородной металлической массы.

Установки различаются модификацией и мощностью.

Применение термического оборудования

Агрегаты используют не только в металлургии. Они нашли применение в машиностроении. С их помощью изготавливают прочные и износостойкие металлические узлы транспортных средств. Термически обработанные материалы устойчивы к агрессивным воздействиям и коррозии.

Термическое оборудование для термической обработки используют в оборонной промышленности. Благодаря повышению прочности и плотности структуры, стволы оружия не перегреваются. Увеличивается срок их службы.

Также агрегаты используют в горнодобывающей отрасли. С их помощью собирают музыкальные инструменты. Оборудование химико термической обработки позволяет проводить различные испытания готовой продукции. Также его используют для тестирования новых образцов строительных и отделочных материалов.

Оборудование термообработки

Установки представляют комплексные системы, которые состоят из нагревательных печей, закалочного оборудования, плавильных устройств. Контроль над выполнением технологического процесса осуществляется посредством специальных приспособлений: датчиков, манометров и других приборов.

Термическое оборудование печи по типу конструкции классифицируют на агрегаты периодического и непрерывного действия. Также они отличаются назначением. Существуют специальные установки для отжига, отпуска, закалки, цементации, нитроцементации и других техпроцессов.

Примечание. Современные виды термического оборудования могут сочетать в себе функции нескольких агрегатов.

Печи – основой вид установки термического цеха. Они работают на жидком и газообразном топливах, а также электричестве. Рабочее пространство: воздушная, защитная, газовая среды. Также существуют печи-ванны, в которых производят закалку металлов в соляном или масляном растворах.

Оборудование для термической обработки периодического действия используют в мелкосерийном производстве. Как правило, востребованными считаются печи камерного типа с неподвижным или выдвижным подом. Шахтные установки предназначены для цементации и азотирования. Их основным недостатком является неравномерный прогрев рабочего пространства даже при максимальном температурном режиме.

Основное оборудование для термической обработки – печи непрерывного действия. Их используют в масштабном и серийном производстве. Они представляют собой комплексные системы, с помощью которых можно выполнять несколько технологических процессов.

Кроме печей существует оборудование термической резки. Процесс разрезания металла осуществляется посредством его проплавления. Основными видами такой резки являются газовая и кислородная.

Сварочное термическое оборудование – отдельная категория установок для термообработки металлов. Его источником питания могут выступать электронагревательные устройства и печи сопротивления. В случае применения газопламенного нагрева применяют специальные горелки. Сплавление металла осуществляется посредством передачи тепловой энергии.

Чтобы выбрать оборудование для термической обработки стали, необходимо знать технические параметры процесса, а также свойства обрабатываемого металла. Также во внимание берется мощность оборудования и его максимальный и минимальный температурный режим во время работы.

Оборудование термических цехов – промышленные печи. Они классифицируются по двум направлениям. Установки бывают теплогенераторами и теплообменниками. Первый вид агрегатов характеризуется образованием тепловой энергии внутри обрабатываемого материала. В результате работы оборудования такого типа осуществляется химическая реакция: взаимодействие молекул металла с теплыми воздушными массами. В теплообменниках тепло вырабатывается посредством электрической энергии. Примеры агрегатов: индукционные печи и дуговые печи.

Установки классифицируют по способу получения тепла. Они бывают таких типов:

• экзотермическими;
• оптическими;
• электротермическими (дуговые, индукционные, электроннолучевые, печи сопротивления);
• смешанные.

В экзотермических установках источником тепла выступают топливо или обрабатываемый материал. В некоторых видах конструкции тепло вырабатывается одновременно двумя способами. Это термическое оборудование – печи промышленные высокотемпературные. Они способны прогреваться до температуры выше +3000 градусов.

Примечание. Удерживать тепло внутри рабочего пространства позволяет правильно сделанная футеровка конструкции.

Термическая печь любого типа состоит из таких основных узлов:

• рабочей камеры, выполненной из прочного материала;
• теплового генератора;
• теплоотборника;
• приводов, устройств для подключения электрической энергии, горелок;
• труб для отвода продуктов горения.

Агрегаты отличаются видом теплообмена, который происходит во время их работы. Установки бывают радиационными, конвективными и смешанными. Существуют также отличия в способе транспортировки обрабатываемого материала в печь. В зависимости от этой характеристики бывают вагонеточные, рольганковые, роликовые и другие агрегаты.

Конструкции термических печей:

• Туннельные – длинные вытянутые установки, которые используют для обжига строительных и отделочных материалов;
• Шахтные – конструкции круглой или прямоугольной формы (вагранки, доменные печи);
• Камерные – термическая обработка в установках такого типа осуществляется в специальной камере (рабочем пространстве), печи характеризуется способностью работать при максимальных температурных режимах;
• Вращающиеся – барабанные установки, которые эффективно используют в металлургии, представляют собой вытянутые конструкции, загрузка обрабатываемого материала осуществляется сверху;
• Проходные – длинные конструкции, в которых процесс термообработки производится постоянно, они оснащены отдельными камерами, в каждой из них разный температурный режим.

Это основные виды термического оборудования, которое используют в промышленности.

Вакуумные печи

Такое оборудование термического производства используют в авиационной, атомной отраслях, металлургии и других видах промышленности. Оно позволяет проводить термообработку различных материалов. С его помощью осуществляют сушку, плавку, спекание и другие технологические процессы.

Агрегаты оснащены водоохлаждаемым корпусом. Он выполнен из нержавеющей стали. В изготовлении внутреннего рабочего пространства используют молибден или вольфрам. Управлять установкой можно вручную или с помощью пульта. Регулировать температурный режим помогает датчик и специальное устройство.

Вакуумное оборудование для термической обработки металлов – герметичные конструкции. Они могут быть любого типа: шахтные, камерные, туннельные и другие. Преимуществом выполнения термообработки в вакууме является прочность полученных изделий, их долговечность и износостойкость.

Оборудование используют не только для проведения обработки различных материалов. Оно нашло применение в исследовательской деятельности. С его помощью тестируют образцы готовой продукции на устойчивость к воздействию высокой температуры.

Термическая обработка металлов - переработка металлического материала при помощи теплового воздействия. Термический способ работы с металлами используют для того, чтобы добиться приобретения материалом определенных технологических свойств и технических характеристик.

Виды и способы термической обработки металлов

Виды термической обработки металлов делятся на три категории: термомеханическая обработка, химически термическая, термический способ работы с металлическими сплавами. Все разновидности термической обработки отличаются друг от друга индивидуальными особенностями осуществления рабочего процесса. Каждая из категорий обработки имеет свой, определенный технологическими нормами, температурный режим воздействия на используемое сырье, выдержкой при обретении установленной степени накаливания и временным периодом охлаждения металлических заготовок.

И металлических сплавов в своем принципе подразумевает структурные изменения в составе обрабатываемого сырья методом сильного накаливания, последующего отстаивания и охлаждения сырьевой массы. Химико термическую обработку металлов отличает от простого термического воздействия на структуру материала добавление в поверхности металлических сплавов компонентов, которые оказывают положительное влияние на такие технические свойства материала, как его твердость, устойчивость к изнашиванию, сопротивление коррозийному уничтожению. Химический процесс термообработки требует к себе более высокого температурного режима и значительно большего периода выдержки материала.

Химико-термический способ работы с металлом, в свою очередь разделяют на цементацию (подразумевает увеличение углеродного состава стали), азотирование (металл перенасыщают азотными частицами), цианирование (параллельное увеличение углеродного и азотного состава в сплавах), легирование поверхностей. Легирование металлов, также делится на силицированное воздействие, алитированное изменение и покрытие хромом.

Термомеханический способ работы с металлической массой - один из самых молодых методов обработки стали. Такая обработка дает возможность увеличить уровень механических качеств. Процесс состоит операций, которые сочетают пластический способ деформирования материала с термическим воздействием на него.

Необходимое оборудование для термической обработки металлов

Оборудование для термической обработки металлов состоит из накаливальных приспособлений и контрольных устройств, что позволяют регулировать температурный режим в процессе осуществления рабочих операций с металлами. Также, используются измерительные приборы для фиксирования результата термического воздействия на сплав. Контрольные приспособления в комплексе термобрабатывающих устройств называют термоэлектрическими пирометрами. Такие измерительные механизмы состоят термических пар и специального гальванометра, на котором установлена градусная шкала Цельсия. Конечный результат воздействия на металл проверяется напильниковой пробой, и испытывают вязкие свойства ударным способом.

Печи для термической обработки металлов, на металлообрабатывающих предприятиях, используют пламенного типа и с электрическим принципом смены температурного режима. Для печей пламенного типа применяется в качестве топливного ресурса жидкие, твердые, газообразные горючие средства. Электрические печные установки для работы со стальными сплавами делят на два вида: печи сопротивления и приспособления, работающие на индукционном способе нагревания. образуется под воздействием высокочастотного тока.

Печи для термической обработки металлов могут работать в беспрерывном режиме и с прерывающимся функциональным циклом. Топливная масса заполняет устройство через специальный кран, а нагретая воздушная масса запускается через воздуховодную камеру. Металлическое сырье разогревается в рабочей зоне приспособления. Образовавшиеся при этом накаленные газовые компоненты убираются при помощи рекуператора, который выполняет функцию постоянного подогрева воздушной массы. В случае периодической эксплуатации камерного приспособления для нагревания стали, в рабочем секторе устройство температурный режим поддерживается на едином уровне.

К термическому способу обработки, чаще всего, прибегают при работе со сталью. Но также, для улучшения технических характеристик и технологических свойств, в отдельных случаях, такой способ могут использовать в работе с чугунными изделиями и конструкциями, выполненными из цветных металлов. Для охлаждения уже прошедших обработку изделий используют специальные емкости, которые наполняют жидкостной массой (расплавленные свинцовые компоненты, масляные средства, водные наполнители).

В металлургических заводах и термических цехах используется огромное количество различных видов нагревательного оборудования. Самое распространенное оборудование представлено ниже.

Шахтные печи для термообработки различных размеров. Подходят для многих процессов термообработки: для нагрева под закалку, для отжига, отпуска, цементации. Подходят для термообработки цветных сплавов, где технологией не предусмотрена высокая точность технологических параметров и скорость переноса садки из печи в закалочную среду. Шахтные печи, которые есть практически на каждом участке термообработки, это печи серии Ц, СШЦ, США. Их чаще всего устанавливают в приямки или кессоны. Печи с небольшой глубиной допускается устанавливать на пол цеха. Если высота печи, при такой установке, не позволяет производить безопасное обслуживание оборудования, то на высоте допустимой рабочей зоны устанавливается перекрытие. Шахтные печи, так же как и камерные, могут быть с электрическим нагревом и газовым. Позволяют обрабатывать изделия в абсолютно любой атмосфере: эндогаз, азот, воздух, вакуум, водород и др. Чаще всего такие печи используютя для термической обработки длинномерных стальных деталей и узлов, крупногабаритных поковок и отливок, отжига или нормализации проволоки, проката, профиля, листов. Конструктивным признаком шахтных печей является наличие реторты из коррозионостойких сплавов. На практике очень часто используют углеродистые сплавы с 18%Cr + 24%Ni + 2%Si. Содержание углерода в сплаве зависит от максимальной нагрузки на под реторты. Если обработка деталей проводится в агрессивных средах, то используют сплавы с добавками ниобия. В качестве футеровки печей используется кирпич марок КЛ или ШТЛ. Последние несколько лет, заменой кирпичной футеровки служит футеровка из минеральной ваты МКРР, МКРВ и др. Вата имеет ряд преимуществ: она более легкая, более удобна при монтаже и демонтаже, имеет более низкую теплопроводность и более высокую стоикость. При этих своих свойства, вата стоит в несколько раз дешевле кирпича. Применение ватной футоровки возможно как на шахтных печах, так и на камерных печах, на автоматизированных агрегатах, на колпаковых печах.

Камерные печи для термической обработки больше подходят для термической обработки средних и мелких деталей. Могут использоваться на любых типах производств и для любых технологий обработки. Их можно использовать как отдельно стоящие единицы оборудования, так и составе гибких автоматизированных комплексов. Такой комплекс обычно состоит из одной или нескольких нагревательных печей, совмещенного с ними закалочного бака (масло, вода, полимеры), моечной камеры, камер отпуска, которые также могут быть совмещены с водяным баком для охлаждения, с целью избежания отпускной хрупкости. Иногда, в составе таких линий используются камеры обработки холодом, для уменьшения остаточного аустенита после закалки. Автоматизированные комплексы обычно объединены одной погрузо-разгрузочной рельсовой транспортной системой.

Разновидностью камерных печей являются вакуумные печи для термообработки , которые могут использоваться для термической обработки, пайки, спекания материалов.

Вакуумную термообработку применяют для инструмента, быстрорежущих сталей, титановых сплавов, меди, тугоплавких металлов, конструкционных сталей. Основной особенностью вакуумных печей является высокая точность технологических параметров. Отклонения температуры в рабочем пространстве печи менее ±5ºС. Печи также могут использоваться в составе линий термообработки. В качестве закалочных сред применяют азот, гелий, воздух, масло. В составе вакуумных линий никогда не используется водяные закалочные баки. Это усложняет закалку низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Внутренняя поверхность печей обычно выполняется из листового молибдена, нагревательные элементы могут быть выполнены из графита, керамики, порошковых материалов. Максимально достигаемое значение вакуума в рабочей камере составляет 0,00005 мбар, максимальльное давление охлаждающей среды составляет 20 бар, максимальная температура – 1300ºС. Для охлаждения рабочей камеры во время технологических процессов используется вода. Кроме рабочей камеры, в составе оборудования должен быть вакуумный насос, рессивер с газовой средой охлаждения, установка оборотного водоохлаждения. Как правило все процессы вакуумной термической обработки имеют степень автоматизации 0,7-0,85. Из недостатков такой термообработки можно назвать обезлегирование поверхности сплавов при высокой температуре, долгая подготовка деталей (мойка, обезжиривание, сушка, иногда предварительный обжиг), высокая стоимость оборудования. Но гораздо больше вакуумная термообработка имеет преимуществ: незначительные коробления изделий, светлая поверхность после обработки, сокращение времени цементации примерно в 2 раза, высокая степень автоматизации, экологичность процессов, возможность совмещать нанесение покрытий, термическую и химико-термическую обработку.

Печи с выдвижным подом используются для термообработки крупногабаритных и массивных деталей и узлов. Загрузка и выгрузка обычно происходит при помощи кранов и кран-балок. К недостаткам таких печей можно отнести большие теплопотери и большие габариты за счет выдвижного пода. Печи часто используют для аустенитизации, отжига сварных конструкций. Также такие печи могут использоваться для нагрева заготовок под ковку. В этом случае загрузка и выгрузка производится при помощи манипуляторов или роботов. Нагрев рабочего пространства может быть как газовый, так и электрический. Равномерность перепада рабочих температур обеспечиваю вентиляторы из жаростойких сплавов.

Из оборудования для крупносерийных производств, можно назвать автоматизированные агрегаты для термической обработки металлов . Такие линии обычно используются на автомобильных, тракторных, агрегатных производствах. Состав оборудования не отличается от линий камерных печей. Рабочие камеры могут быть выстроены в одну линию или образовывать замкнутый технологический цикл обработки. Детали и узлы располагаются на поддонах, которые приводятся в движение конвейерным приводом. Скорость движения конвейера может быть непрерывной и измеряться в м/ч или характеризоваться циклическим темпом толкания (одно перемещение в 10 минут). Автоматизированные агрегаты могут быть однорядными и 2-х, 3-х рядными. Иметь разную длину нагревательных и отпускных камер. Степень автоматизации практически сопоставима с вакуумным оборудованием, время ручного труда также уходит только на загрузку-разгрузку приспособлений для базирования деталей в печи.

Также в термических цехах используется дополнительное оборудование, например правильные прессы. Они используются для правки проката, труб, профилей, сварных конструкций. Прессы могут быть оборудованы устройствами для контроля геометрии поверхностей правки. Процесс правки может носить динамический (ударный) характер, который часто используется для правки проката и иногда для толстостенных труб или статический характер (плавная прокачка или медленное нагружение) для правки тонкостенных труб и профилей. Процесс правки имеет короткий цикл и состоит из контроля геометрии, правки и окончательного контроля. Для снятия напряженного состояния после правки, для высокоответственных изделий, делается низкотемпературный отпуск (180-200ºС).

Важную роль в технологических процессах термической обработки, играет контроль качества. Для оперативного контроля в цехах, используются стационарные твердомеры Роквелл и Бринелль. Измерения проводятся непосредственно на деталях или контрольных образцах. Для крупногабаритных изделий используются портативные твердомеры с прямым методом измерения и приборы для косвенного измерения механических свойств. Такие приборы могут измерять какую-либо физическую величину, которая напрямую зависит от твердости, прочности, пластичности или вязкости. На производстве часто используют коэрцитиметры. Контроль химико-термической обработки производят как по твердости, так и по глубине слоя на образцах-свидетелях при помощи портативного микроскопа, с нанесенной на объектив линейкой. В промышленности часто используются и другие типы основного оборудования, например установки закалки деталей токами высокой частоты, плазменной и лазерной закалки.

Используются специализированные установки для единичного производства определенных деталей. Например существуют специализированные линии для изготовления рессор автомобилей. Это автоматизированная линия, которая осуществляет индукционный нагрев заготовки для рессоры, гибку и охлаждение в воде или прессе. Есть специализированная линия для термообработки пружин сцепления автомобилей, где закалка и отпуск осуществляются в специальных прессах. Часто термическое оборудование выстроено в одну технологическую цепочку с оборудованием для сварки, механической обработки или высадки. Таким примером могут служить линии для высадки и термической обработки заклепок и болтов. В этой линии несколько станков для высадки головки совмещены одним конвейером с агрегатом для закалки и отпуска деталей.

Таким образом, в цехах термообработки используется просто огромное количество основного и вспомогательного оборудования, основная цель использования которого - обеспечение требуемых свойств металлических изделий.

Оборудование для термообработки в промышленности используется практически повсеместно. Нагрев материалов является важным этапом для их последующего видоизменения, поэтому к выбору печи следует подходить со всей ответственностью. Печи для термической обработки металла характеризуются не только возможностью достижения высоких температур, но и точностью выставленных настроек. Это позволяет добиваться идеальных условий для преобразования и гарантировать надлежащее качество продукции.

Так выглядит современная модель печи SNOL

Оборудование промышленное для термообработки активно используется для:

• Плавления металлов, их закаливания и получения сплавов.
• Изменение свойств исходного продукта.
• Выращивания и исследования химических кристаллов.
• Стерилизации инструментов.
• Обжига керамических изделий.
• Изготовления украшений.
• Производства форм в литейной промышленности.
• Просушки готовых изделий.
• Кремирования.

В зависимости от производственной необходимости и размера конструкции, в печь она может помещаться вся целиком или же ее отдельная часть

Способы термической обработки материалов

Оборудование для термической обработки стали, чугуна, алюминия и других металлов предназначается для нагревания и последующего охлаждения сырья. Во время этих процессов изменяется его структура и свойства, в то время как химический состав остается первоначальным. Основными видами термического воздействия являются:

• Отжиг . Металлы греются, а затем охлаждаются. Понижение температуры происходит в печи в медленном темпе.
• Закаливание . Обработка происходит при повышении градусов до критической отметки, после чего следует быстрое охлаждение.
• Отпуск . Проводится после закалки, предназначен для уменьшения хрупкости и напряжения в стали, и повышения ее гибкости.
• Нормализация . Процесс, схожий с отжигом. Различие заключается в том, что металлы остужаются на открытом воздухе.

Процесс обработки металлических заготовок в промышленной печи

Разновидности оборудования для термообработки

Так как печи и оборудование для термообработки предназначаются для различных целей, они различаются по:

• Расположению загрузочного отверстия . Горизонтальное, вертикальное, трубчатое, под колпаком, в виде колодца.
• Дополнительным возможностям . Работа в вакууме, газовой среде и т.п.
• Температурным возможностям . Низко-, средне- или высокотемпературные.

В зависимости от используемого топлива, оборудование для термообработки металлов и других материалов можно разделить на такие виды:

Газовые печи

Для того чтобы уменьшить теплопотери, камерные печи для термообработки обладают хорошей изоляцией и изготавливаются из огнеупорных материалов. Поды таких устройств выполняются из чугуна, стали, могут быть также керамическими или кремниевыми.

Благодаря возможности выставления точных настроек, печь может работать в широком температурном диапазоне – от незначительного нагрева до полного расплавления материала

Термическая камерная газовая печь на новом объекте, готовая к работе

Муфельные конструкции

Муфельное оборудование для термообработки, купить которое можно в компании «Лабор», отличается особыми возможностями камеры. Она служит для нескольких целей одновременно:

• Поддерживает нужную температуру.
• Обеспечивает равномерный прогрев.
• Защищает образцы от контактов с продуктами сгорания, воздухом и испарениями.

Материалами для изготовления муфельных печей могут являться керамика, глина, минеральная вата, асбест, кирпич и другие.

Печь SNOL с керамической камерой и сама камера

Электропечи

Электрическое оборудование для термической обработки металлов отличается наибольшим разнообразием моделей и разновидностей. По способу воздействия на материал и преобразованию энергии, они делятся на:

• Индукционные . Тигель таких промышленных печей включает в себя металлические детали. Нагрев происходит посредством выделения энергии при прохождении через них электрического тока. В основном используется для изготовления сплавов.
• Дуговые . Функционируют при постоянном или переменном токе. Металлы обрабатываются в вакуумной или газовой среде. Устройства обязательно комплектуются системой охлаждения. Являются вариантом недорогого оборудования для термообработки, так как потребляют небольшое количество электроэнергии.
• Инфракрасные . Источник тепла в таких приборах выделяет ИК-излучение, способствующее быстрому и равномерному нагреву деталей.

Новенькая электрическая печь с камерой из термоволокна

Конструкция оборудования для термической обработки

Несмотря на различия в способах работы оборудования для термической обработки, все они имеют схожее устройство, которое включает в себя:

• Отверстие для загрузки . Для закладки сырья может использоваться ковш, конвейер, лебедка и т.д.
• Разгрузочный блок . Представляет собой камеру, где готовая продукция дозируется.
• Дымовыводящие пути . Последние модели приборов снабжены автоматическими дымоходами, располагающимися на задней стороне печей.
• Камеру . Основной конструктивный элемент, в который закладывается исходный материал.

Так как ассортимент аппаратов для обработки металлов, керамики, фарфора и пр. постоянно обновляется, для правильного выбора подходящего устройства обращайтесь к специалистам компании «Лабор»! Мы непременно поможем вам выбрать оптимальное оборудование для поставленных целей.