Что выбрать: литая корзина или корзина из кованой/проволочной сетки?

Если ваша печь работает при температуре выше 950°C, выдерживает тяжелые или нерегулярные нагрузки или работает в непрерывном цикле с частыми термическими ударами, литая корзина для термообработки почти всегда лучший выбор. Если ваш процесс протекает при умеренной температуре, требуется быстрый поток воздуха или газа вокруг мелких деталей или вам необходимо уменьшить вес корзины для экономии энергии, корзина из кованой или проволочной сетки обычно будет служить вам лучше и стоит дешевле. Правильный ответ зависит не столько от предпочтений, сколько от веса загрузки, типа печи и количества термических циклов, которые должна выдержать корзина.

Быстрое сравнение: литая корзина и корзина из проволочной сетки

Оба типа корзин используются в камерных, ямных, толкательных, вакуумных печах и печах с роликовым подом, но они имеют различную конструкцию и по-разному ведут себя при многократном нагреве и охлаждении. В таблице ниже суммированы практические различия, которые наиболее важны при выборе корзины.

Почему литые корзины лучше справляются с тяжелыми и высокотемпературными нагрузками

Литая корзина изготавливается методом литья по выплавляемым моделям или центробежного литья, что позволяет сформировать внутренние опорные ребра, угловые соединения и несущие секции как единую сплошную конструкцию, а не собирать их из отдельных сварных деталей. Это важно, поскольку сварные соединения обычно являются первой точкой отказа печной арматуры. При многократном нагреве выше 1000°C и быстром охлаждении сварное соединение испытывает концентрированное термическое напряжение по линии сварного шва, в то время как литая конструкция распределяет это напряжение по плавному поперечному сечению.

С практической точки зрения литая корзина, изготовленная из жаропрочных сплавов, таких как 1.4849 или 2.4879, обычно может выдерживать несколько сотен килограммов неравномерно распределенных деталей без локального провисания, что часто случается, когда заготовки шестерен, валы или кованые детали загружаются со смещением от центра. Центробежное литье особенно эффективно для производства плотных, мелкозернистых секций стенок, которые противостоят деформации ползучести при длительно высокой температуре, что делает его предпочтительным способом для корзин, используемых в печах с непрерывным роликовым подом или толкательных печах, где приспособление почти никогда полностью не остывает между циклами.

Ситуации, когда литая корзина — правильный выбор

• Рабочая температура печи постоянно превышает 950–1150 °C.
• Вес груза на корзину превышает примерно 150–300 кг.
• Детали имеют неправильную форму и создают сосредоточенные точечные нагрузки.
• Линия работает непрерывно с минимальным охлаждением между загрузками.
• Срок службы корзины измеряется годами, а не месяцами, а время простоя для замены обходится дорого.

Почему проволочная сетка и кованые корзины выигрывают по весу и потоку воздуха

Проволочная сетка и кованые корзины изготавливаются из формованных стальных стержней или проволоки, которые привариваются к решетчатой или плетенной конструкции. Поскольку секции стенок тонкие и открытые, эти корзины несут гораздо меньшую тепловую массу, чем литой эквивалент того же размера. Эта разница нетривиальна: в печах газовой цементации или вакуумной пайки каждый килограмм массы приспособления должен нагреваться и охлаждаться вместе с заготовками, а более легкая корзина может значительно сократить время цикла и связанные с ним затраты энергии.

Открытая структура сетки также позволяет закалочному маслу, защитному газу или вакуумной атмосфере более равномерно достигать поверхности заготовки, именно поэтому сетчатые сетки являются стандартным оборудованием в печах вакуумной пайки и цементации низкого давления. Для небольших крепежных деталей, компонентов подшипников или тонкостенных деталей, которые не создают больших точечных нагрузок, корзина из сварной сетки обычно легче на кране, ее легче загружать с помощью руки робота, и ее дешевле заменить, когда она со временем изнашивается.

Ситуации, когда корзина из проволочной сетки имеет больше смысла

• Детали маленькие, легкие и равномерно распределены по полу корзины.
• Требуется быстрое проникновение газа или масла, например, при цементации или вакуумной пайке.
• Температура печи остается ниже примерно 950°C во время нормальной работы.
• Бюджет благоприятствует более низким первоначальным затратам при более частой замене.
• Ремонт сваркой на месте предпочтительнее ожидания замены отливки.

Рекомендуемый ассортимент корзин для термообработки

Приведенное выше сравнение станет проще применять, если вы увидите, как на самом деле построены эти структуры. В приведенной ниже подборке показаны конструкции как литых, так и сварных сетчатых корзин, используемых в вакуумных, роликовых подах и универсальных печах.

Ассортимент корзин для термообработки

От штабелируемых корзин для вакуумных печей до сит из сварной сетки и комбинированных загрузочных корзин — каждая конструкция спроектирована для конкретного типа печи, профиля нагрузки и диапазона температур.

Штабелируемая корзина для термообработки Литая корзина Металлический сетчатый экран Проволочная сетка Сварная загрузочная корзина 310S Сварная корзина Универсальная сетчатая корзина Проволочная сетка Комбинированная зарядная корзина Литая сварная

Как корзина вписывается в остальную часть системы загрузки печи

Корзина редко работает одна. Он располагается на поддоне для термообработки, позиционируется с помощью приспособления для термообработки и часто перемещается по печи на печных роликах или подовых валках, предназначенных для печей с ленточным конвейером с литым звеном. При оценке литой и сетчатой ​​конструкции полезно рассматривать всю систему загрузки, а не корзину в отдельности.

• Основания и приспособления: В базовых лотках для термообработки и сварных приспособлениях для термообработки часто используется та же марка сплава, что и в корзине, поэтому коэффициенты теплового расширения совпадают, что предотвращает заедание или растрескивание в точках контакта.
• Транспортные компоненты печи: На непрерывных линиях печные ролики для непрерывной работы печи, а также направляющие и ролики печи AFC несут корзину через зону нагрева, поэтому вес корзины напрямую влияет на износ роликов и нагрузку на привод.
• Лучистые тепловые трубки: В газовых печах лучистые тепловые трубки контролируют, насколько равномерно тепло достигает стенок корзины, что является еще одной причиной предпочтения сетчатых корзин там, где приоритетом является равномерная и быстрая передача тепла через открытую структуру.
• Структуры поддержки: Опоры печи и толкающая головка AFC удерживают корзину в правильном положении по мере ее продвижения, что особенно важно для более тяжелых литых корзин, которые могут сместить центр нагрузки, если позиционирование неточное.
• Вспомогательное оборудование: Такие компоненты, как лопасти вентилятора Ipsen для циркуляции атмосферы, также взаимодействуют с конструкцией корзины, поскольку корзина с открытой сеткой позволяет потоку газа, приводимому в движение вентилятором, достигать нагрузки более равномерно, чем плотная литая конструкция.

Для прецизионных применений, таких как авиакосмическая промышленность или производство компонентов подшипников, корзина для точного литья, изготовленная с жесткими допусками точек опоры, может уменьшить деформацию заготовки, сохраняя расстояние между внутренними опорами менее 200 мм, что является важным фактором независимо от того, литая внешняя оболочка или сварная.

Контрольный список практического выбора

Используйте приведенный ниже контрольный список в качестве краткого справочника при выборе новой корзины для существующей или новой линии печи.

Заключительная рекомендация

Не существует единой универсально лучшей корзины, а только лучше подходящей для данной печи, нагрузки и температурного профиля. Тяжелые, неравномерные нагрузки в высокотемпературных печах с большим циклом требуют использования литой корзины из износостойкого и термоусталостного сплава. Легкие, равномерно распределенные грузы, требующие быстрого проникновения в атмосферу и меньшей тепловой массы, лучше обслуживаются корзиной из сварной проволочной сетки. Многие производственные линии фактически используют и то, и другое: литые корзины для самых тяжелых и долговечных печей и сетчатые корзины для более легких и быстродействующих процессов, подбирая каждое приспособление для работы, которую оно выполняет лучше всего.