热处理工艺中的干式真空技术

真空技术是金属热处理过程中不可缺少的一项技术。
COBRA NX 螺杆真空泵的横断面
COBRA NX 螺杆真空泵的横断面

德国奎克博恩(Quickborn)的 Vakuum-Härterei Petter GmbH(Petter 真空淬火有限公司,VHP)对于使用 Busch COBRA NX 螺杆真空泵替代油润滑旋片式真空泵的应用进行了评估。该真空泵作为三级真空系统的前级泵安装,为热处理炉提供真空。该项评估的目的是为了找出一种高效的替代方案,取代之前使用的真空发生器。经过一年试验后,干式螺杆真空技术获得了 VHP 公司的完全信任,未来将仅购置配备 COBRA NX 螺杆真空泵的热处理炉。

VHP 公司在德国北部的奎克博恩运营一座承包的淬火设施。该公司是一家进行高质量的真空热处理的专业企业,一共有九个真空炉。处理材料主要为高合金钢,但也对有色金属进行热处理。VHP 的核心业务包括淬火、退火、铜焊、锡焊和回火。VHP 的客户包括来自全德国的食品、医疗、成型和传动技术领域的众多公司。该公司目前有 20 名员工。可为客户量身定制热处理解决方案,生产中掌握众多工艺和参数,用以生成的各种所需的表面特性,分批加工的产品表面特性保持恒定,加工数据归档严谨。

真空在热处理工艺中的基本作用是防止材料与周围环境中的氧气发生不必要的反应,因为这些化学反应可能会对所生成的金属表面特性产生不良影响。压力减少还可使过程得到更精密的控制。可根据具体材料设置适合的压力、温度和流程持续时间,并根据材料特性,例如蒸气压力曲线进行控制。热处理过后通常用氮气对金属进行淬火,但有时候需要用氩气。

VHP 在生产中应用真空技术已有 30 余年,在此领域获得的丰富经验令该公司有能力精心设计复杂的热处理工艺。常务董事 Frank Wallberg 认为:"客户要求越苛刻,我们越高兴。"

VHP 过去一直在所有的热处理炉中使用油润滑旋片式真空泵。在包括真空助力器和油扩散真空泵的三级真空系统中,这些真空泵用作于前级泵。这种真空泵布局可使炉内工艺腔的极限负压达到 1 x 10-5mbar。如果工艺需要,可通过受控数量的氮气来增加压力。

之前安装的油润滑旋片式真空泵已经被证实需要大量维护工作:每六个月必需更换一次油液及所有过滤器。油液、过滤器以及对废旧部件的废弃处理会导致维护成本增加。

一年前,设备中的一个油润滑旋片式真空泵更换为 COBRA NX 螺杆真空泵。此款干式压缩真空泵采用了 Busch 开发的一项新技术,专为热处理应用设计。其压缩腔内不含工作液,泵送介质和油液或其他工作液之间没有任何接触。压缩腔内两个螺杆沿相反方向的旋转,彼此之间或与外壳没有任何接触。这一简单结构使 COBRA NX 成为一种适用于真空供应系统的经济耐用型前级泵。




COBRA NX 螺杆真空泵用作三级真空系统的前级泵。增压真空泵通过法兰连接直接安装在 COBRA NX 上。

VHP 常务董事 Frank Wallberg 和 Bernd Raabe 表示,COBRA NX 在系统中三班倒运行了一年,期间没有进行任何维护。他们还例举出其他优点:能耗与旧真空泵持平,但输送速度却大幅提高,从而使热处理过程更快。此外,COBRA NX 在测试时的低噪音表现也令人感到惊喜。VHP 公司的这两位常务董事均认为,COBRA NX 是符合他们未来要求的理想前级泵,在订购新炉时,一定会选择配备 COBRA NX 螺杆真空泵的型号。  


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