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Tratamento térmico a vácuo

Um processo de alteração das propriedades físicas ou químicas de um material, através do aquecimento a temperaturas elevadas num forno sob vácuo.

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O que é o tratamento térmico a vácuo?

Com o tempo, qualquer material absorve o ar ao qual está exposto, juntamente com o pó e o vapor de água que contém. O material reage quimicamente e são produzidos óxidos, nitretos ou outros compostos indesejáveis. Estes podem ser considerados como impurezas ou contaminação.

O aquecimento a vácuo do material permite a limpeza e a proteção do mesmo. Isto é possível, uma vez que os contaminantes são vaporizados quando são aquecidos ou decompostos termicamente quando não existe oxigénio. As impurezas e contaminantes desassociados desta forma podem ser removidos do forno com a ajuda do vácuo.

A vantagem do tratamento térmico a vácuo é que não são necessárias atmosferas de gás dispendiosas ou inflamáveis, como o hidrogénio ou o árgon, para evitar a oxidação do material quando aquecido.

Processo de tratamento térmico a vácuo em fornos de vácuo

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Um forno de vácuo consiste numa câmara selada onde ocorre o processo de tratamento térmico. A câmara está ligada a um sistema de vácuo que remove nitrogénio e oxigénio, evitando a oxidação e a contaminação do material processado.

Os tipos comuns de tratamento térmico em fornos de vácuo incluem o recozimento, o endurecimento da precipitação, a têmpera, a normalização e o alívio da tensão. Cada processo é executado em vários passos, dependendo das exigências do material que está a ser manuseado. Os passos incluem o aquecimento e a imersão a temperaturas específicas e a refrigeração a taxas exatas. Isto garante que sejam conseguidas as propriedades desejadas, bem como um acabamento brilhante e sem contaminação.

O tratamento térmico a vácuo em fornos de vácuo assegura produtos consistentes e de alta qualidade, sendo ideal para indústrias como a indústria aeroespacial e automóvel, bem como hospitais e unidades de saúde.

TECNOLOGIA DE VÁCUO DA BUSCH NO TRATAMENTO TÉRMICO

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Para a utilização no tratamento térmico a vácuo, a Busch oferece bombas de vácuo individuais, bem como sistemas de vácuo completos, incluindo tubagens e controlo. Os sistemas de vácuo para tratamento térmico são normalmente compostos por três elementos: uma bomba primária, um acelerador de vácuo e, por fim, uma bomba de vácuo difusora concebida para níveis elevados de vácuo.
As nossas soluções

Saiba mais sobre o tratamento térmico a vácuo

Como funciona o tratamento térmico a vácuo?

O tratamento térmico a vácuo é o processo de processamento térmico de materiais sob vácuo. Para evitar a contaminação ou melhorar as propriedades físicas, químicas ou metalúrgicas do material a ser tratado termicamente.

O que são fornos de vácuo?

Os fornos de vácuo são tipos especializados de fornos que são utilizados para processos de aquecimento a alta temperatura num ambiente sem ar ou outros gases.

Onde pode ser utilizado o tratamento térmico a vácuo?

O vácuo é utilizado no interior da câmara de vácuo selada na qual ocorre o aquecimento. É utilizado um sistema de vácuo totalmente automatizado para gerar o vácuo necessário. Um sistema de controlo permite a monitorização e o ajuste do nível de vácuo para se adequar perfeitamente ao respetivo ciclo de aquecimento e aplicação. Por exemplo, alguns materiais irão necessitar de desgaseificação assim que atingirem determinadas temperaturas, pelo que o sistema de controlo irá aquecer e manter o produto a estas temperaturas durante um determinado período de tempo para permitir a evolução do gás. O dimensionamento e o design da bomba de vácuo são essenciais para garantir que a bomba consiga suportar a carga de gás tanto do produto como do forno.

Quais são as vantagens do tratamento térmico a vácuo?

O ambiente limpo que prevalece sob vácuo é ideal para muitos processos metalúrgicos, tais como brasagem, união por difusão, sinterização e endurecimento. Vários materiais complexos e avançados, tais como o titânio, Inconel, bem como aços inoxidáveis de alta qualidade e respetivas ligas, são processados sob vácuo. Isto permite criar um produto com um acabamento claro sem óxidos.

Quais são as melhores bombas de vácuo para tratamento térmico?

Normalmente, os fornos de tratamento térmico a vácuo requerem um sistema composto por três tipos de bombas de vácuo: as bombas de vácuo mais utilizadas para o primeiro estágio são as bombas de vácuo de parafuso a seco. De seguida, são utilizados aceleradores de vácuo para atingir uma pressão de funcionamento mais baixa. O alto vácuo é finalmente alcançado utilizando uma bomba de vácuo difusora.

Como funcionam os sistemas de tratamento térmico de fornos de vácuo?

Geralmente, um sistema de fornos de vácuo é constituído pelos seguintes componentes centrais:

  • Uma câmara de vácuo utilizada para manter o ambiente de vácuo.
  • Uma zona de aquecimento que é um aquecedor com resistência de isolamento utilizado para aquecer materiais a 1200 °C para a maioria das aplicações e a mais de 2000 °C para alguns processos especializados. O aquecedor com resistência de isolamento consiste numa série de elementos de aquecimento em materiais de alta temperatura, tais como Inconel, grafite, molibdénio ou tungsténio, dependendo da temperatura do processo e da aplicação. Os elementos aquecem através de resistência à corrente elétrica. Para evitar perdas de calor no interior da zona quente, é utilizada uma barreira de isolamento térmico adequada tanto para ambientes de vácuo como de alta temperatura.
  • Um sistema de vácuo fornece o vácuo necessário. Consiste principalmente numa bomba primária, um acelerador de vácuo e uma bomba de vácuo difusora.
  • Um sistema de arrefecimento a gás utilizado para arrefecer rapidamente o produto no final do ciclo, melhorando assim as propriedades do material ou os tempos de ciclo. O produto também pode ser refrigerado através da construção da câmara de vácuo descrita acima como recipiente de pressão. Para fins de refrigeração, este recipiente é enchido com gás de alta pressão no fim do ciclo.
  • Um sistema de controlo digital baseado em Controladores Lógicos Programáveis (CLP) e Controlo de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA).
  • Um sistema de refrigeração a água que permite manter o forno refrigerado durante a operação.

Quais são os pontos-chave a considerar na compra de um sistema de vácuo para tratamento térmico?

Não existe uma solução universal quando se trata de adquirir um sistema de tratamento térmico a vácuo. Os parâmetros seguintes têm de ser considerados para se poder obter a solução mais eficiente:

  • potência calorífica
  • temperatura de funcionamento
  • compatibilidade de processos e materiais
  • uniformidade da temperatura
  • pureza do gás e ponto de orvalho
  • velocidade de refrigeração a gás
  • classificação de fornos (para aplicações aeroespaciais)
  • tempo de inatividade e nível de vácuo
  • características de segurança
  • carregamento e fixação da carga
  • conceção e ergonomia das instalações

Quais são as bombas de vácuo da Busch particularmente adequadas para os processos de tratamento térmico?

A escolha da bomba de vácuo depende dos respetivos requisitos do processo. Os produtos mais adequados são as bombas de vácuo de parafuso a seco COBRA, as bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo R5 e as bombas de vácuo difusoras RANGU, bem como os aceleradores de vácuo PANDA/PUMA.

Quais são alguns exemplos da utilização da tecnologia de vácuo da Busch em aplicações de tratamento térmico?

As bombas de vácuo da Busch são utilizadas como padrão em muitos processos térmicos. Desde a brasagem a vácuo de elevado desempenho de componentes de aeromotor até à infiltração de vapor químico de travões de fibra de carbono para aplicações aeroespaciais e no desporto motorizado, a Busch oferece uma vasta gama de sistemas de vácuo adaptados a cada aplicação específica.

Como funciona o tratamento térmico a vácuo?

O tratamento térmico a vácuo é o processo de processamento térmico de materiais sob vácuo. Para evitar a contaminação ou melhorar as propriedades físicas, químicas ou metalúrgicas do material a ser tratado termicamente.

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