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Trattamento termico a vuoto

Processo di alterazione delle proprietà fisiche o chimiche di un materiale, mediante il riscaldamento ad alte temperature in un forno sotto vuoto.

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Che cos'è il trattamento termico a vuoto?

Nel tempo, qualsiasi materiale assorbe l'aria a cui è esposto, insieme alla polvere e al vapore acqueo contenuti nell'aria. Il materiale reagisce chimicamente e vengono prodotti ossidi, nitruri o altri composti indesiderati. Questi possono essere considerati impurità o contaminazione.

Il riscaldamento del materiale sotto vuoto consente di pulirlo e proteggerlo. Questo è possibile poiché le impurità si vaporizzano quando vengono riscaldate o si decompongono termicamente in assenza di ossigeno. In questo modo, è possibile rimuovere dal forno le impurità e i contaminanti disassociati con l'aiuto del vuoto.

Il trattamento termico sotto vuoto consente di evitare la formazione di costose atmosfere gassose infiammabili, come l'idrogeno o l'argon, per prevenire l'ossidazione del materiale durante il riscaldamento.

Processo di trattamento termico a vuoto nei forni a vuoto

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Un forno a vuoto è costituito da una camera sigillata in cui avviene il processo di trattamento termico. La camera è collegata a un sistema per vuoto che rimuove azoto e ossigeno, prevenendo l'ossidazione e la contaminazione del materiale di processo.

I tipi comuni di trattamento termico nei forni a vuoto includono la ricottura, l'indurimento delle precipitazioni, la tempra, la normalizzazione e la riduzione delle sollecitazioni. Ogni processo si svolge in diverse fasi, a seconda dei requisiti del materiale trattato. Le fasi includono il riscaldamento e l'ammollo a temperature specifiche e il raffreddamento a velocità esatte. In questo modo, ottenete le proprietà desiderate e una finitura luminosa e senza contaminanti.

Il trattamento termico a vuoto nei forni a vuoto assicura prodotti di alta qualità e omogenei, ideali per l'industria aeronautica e automobilistica, ma anche per le strutture ospedaliere e sanitarie.

LA TECNOLOGIA DEL VUOTO BUSCH PER I PROCESSI DI TRATTAMENTO TERMICO

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Per il trattamento termico a vuoto, Busch offre pompe per vuoto singole e sistemi per vuoto completi, compresi tubazioni e controllo. I sistemi per vuoto utilizzati per il trattamento termico sono generalmente composti da tre elementi: una pompa per vuoto iniziale, un booster per vuoto e, infine, una pompa per vuoto a diffusione progettata per livelli di alto vuoto.
Le nostre soluzioni

Per saperne di più sul trattamento termico sotto vuoto

Come funzionano i trattamenti termici a vuoto?

Il trattamento termico a vuoto è il processo di lavorazione termica dei materiali in un ambiente vuoto. Questo permette di evitare la contaminazione e migliorare le proprietà fisiche, chimiche o metallurgiche del materiale trattato termicamente.

Cosa sono i forni a vuoto?

I forni a vuoto sono tipi specializzati di forni utilizzati per processi di riscaldamento ad alta temperatura in un ambiente privo di aria o altri gas.

Dove si può utilizzare il trattamento termico a vuoto?

Il vuoto viene utilizzato all'interno della camera per vuoto sigillata in cui avviene il riscaldamento. Per generare il vuoto necessario, viene utilizzato un sistema per vuoto completamente automatizzato. Un sistema di controllo consente il monitoraggio e la regolazione del livello di vuoto per adattarsi perfettamente al rispettivo ciclo di riscaldamento e applicazione. Ad esempio, alcuni materiali richiedono il degassaggio una volta raggiunte determinate temperature, pertanto il sistema di controllo si riscalderà e manterrà il prodotto a queste temperature per un periodo di tempo definito per consentire l'evoluzione del gas. Il dimensionamento e la progettazione della pompa per vuoto sono fondamentali per garantire che la pompa sia in grado di gestire il carico di gas sia del prodotto che del forno.

Quali sono i vantaggi del trattamento termico a vuoto?

L'ambiente pulito che prevale sotto vuoto è ideale per molti processi metallurgici, come la brasatura, la saldatura per diffusione, la sinterizzazione e l'indurimento. In diversi materiali avanzati e complessi, come il Titanio, l'Inconel e anche acciai inossidabili di alta qualità e le loro leghe, vengono elaborati sotto vuoto. In questo modo, è possibile creare un prodotto con una finitura brillante e priva di ossidi.

Quali sono le migliori pompe per vuoto per il trattamento termico?

I forni per il trattamento termico a vuoto richiedono generalmente un sistema composto da tre tipi di pompe per vuoto:le pompe per vuoto più utilizzate per il primo stadio sono le pompe per vuoto a vite a secco. I booster per vuoto vengono quindi utilizzati per raggiungere una pressione di esercizio inferiore. L'alto vuoto viene infine ottenuto utilizzando una pompa per vuoto a diffusione.

Come funzionano i sistemi di trattamento termico con forno a vuoto?

Un sistema di forno a vuoto è generalmente composto dai seguenti componenti fondamentali:

  • Una camera per vuoto utilizzata per mantenere l'ambiente del vuoto.
  • Un'area calda, che è un riscaldatore con resistenza isolata, utilizzata per riscaldare i materiali a 1.200 °C per la maggior parte delle applicazioni e a oltre 2.000 °C per alcuni processi specializzati. Il riscaldatore a resistenza isolata è costituito da una serie di resistenze realizzate con materiali ad alta temperatura come Inconel, grafite, molibdeno o tungsteno, a seconda della temperatura del processo e dell'applicazione. Le resistenze si riscaldano per effetto della resistenza alla corrente elettrica. Per evitare dispersioni termiche all'interno dell'area calda, viene utilizzata una barriera di isolamento termico, adatta sia per ambienti di vuoto che per ambienti ad alta temperatura.
  • Un sistema per vuoto eroga il vuoto richiesto. È costituito principalmente da una pompa per vuoto iniziale, un booster per vuoto e una pompa per vuoto a diffusione.
  • Un sistema di estinzione dei gas, utilizzato per raffreddare rapidamente il prodotto al termine del ciclo, migliorando così le proprietà del materiale o i tempi di ciclo. Il prodotto può anche essere raffreddato costruendo la camera per vuoto descritta sopra come serbatoio pressurizzato. A scopo di raffreddamento, questo serbatoio viene riempito con gas ad alta pressione al termine del ciclo.
  • Un sistema di controllo digitale, basato su controllori logici programmabili (PLC) e sistemi di supervisione e acquisizione dati (SCADA), gestisce il processo.
  • Un sistema di raffreddamento ad acqua consente di mantenere la fornace raffreddata durante il funzionamento.

Quali sono i punti chiave da considerare quando si acquista un sistema per vuoto per il trattamento termico?

Non esiste una soluzione universalmente valida per l'acquisto di un sistema di trattamento termico a vuoto. Occorre prendere in considerazione i seguenti parametri per fornire la soluzione più efficiente:

  • potenza di riscaldamento
  • temperatura di esercizio
  • compatibilità dei processi e dei materiali
  • uniformità della temperatura
  • purezza del gas e punto di rugiada
  • velocità di raffreddamento del gas
  • classificazione del forno (per applicazioni aerospaziali)
  • tempo di svuotamento e livello di vuoto
  • funzioni di sicurezza
  • carico e attrezzatura di carico
  • disposizione ed ergonomia dell'impianto

Quali pompe per vuoto Busch sono appositamente progettate per i processi di trattamento termico?

La scelta della pompa per vuoto dipende dai rispettivi requisiti di processo. I prodotti più adatti sono le pompe per vuoto a vite a secco COBRA, le pompe per vuoto rotative a palette lubrificate ad olio R5, le pompe per vuoto a diffusione RANGU e i booster per vuoto PANDA/PUMA..

Quali sono alcuni esempi di utilizzo della tecnologia del vuoto Busch nelle applicazioni di trattamento termico?

Le pompe per vuoto Busch sono utilizzate di serie in molti processi termici. Dalla brasatura sotto vuoto ad alte prestazioni per i componenti dei motori aeronautici all'infiltrazione di vapori chimici nei freni in fibra di carbonio per applicazioni aerospaziali e motoristiche, Busch offre una vasta gamma di sistemi per vuoto su misura per ogni specifica applicazione.

Come funzionano i trattamenti termici a vuoto?

Il trattamento termico a vuoto è il processo di lavorazione termica dei materiali in un ambiente vuoto. Questo permette di evitare la contaminazione e migliorare le proprietà fisiche, chimiche o metallurgiche del materiale trattato termicamente.

Trattamento termico nella pratica