forno a vácuo - Vacuum furnace

Um forno de vácuo é um tipo de fornalha em que o produto na fornalha encontra-se rodeado por um vácuo durante o processamento. A ausência de ar ou de outros gases impede a oxidação , a perda de calor a partir do produto por meio de convecção , e remove uma fonte de contaminação. Isto permite que o forno para aquecer materiais (tipicamente metais e cerâmicas) a temperaturas tão elevadas como 3000  ° C (5432  ° F ) com determinados materiais. As temperaturas máximas do forno e os níveis de vácuo depender de pontos de fusão e pressões de vapor de materiais aquecidos. Fornos de vácuo são utilizados para levar a cabo os processos tais como hibridao , brasagem , sinterização e de tratamento térmico com consistência elevada e baixa contaminação.

Características de um forno de vácuo são as seguintes:

  • As temperaturas uniformes no intervalo. 800-3,000  ° C (1,500-5,400  ° F )
  • Comercialmente, sistemas de bombagem de vácuo disponível pode atingir níveis de vácuo tão baixas quanto 10 -11 Torr. (1 Torr = 1,333 mbar)
  • A temperatura pode ser controlada dentro de uma zona aquecida, tipicamente rodeado por blindagem de calor ou de isolamento.
  • Baixa contaminação do produto por carbono, oxigénio e outros gases.
  • sistemas de bombagem de vácuo remove a baixa temperatura por-produtos a partir dos materiais de processo durante o aquecimento, resultando em um produto final de pureza mais elevado.
  • Um arrefecimento rápido ( quenching ) de produto pode ser utilizado para reduzir o tempo de ciclo do processo.
  • O processo pode ser controlado por computador para garantir a repetibilidade.

Metais de aquecimento a temperaturas elevadas em aberta para a atmosfera faz com que normalmente rápida oxidação , o que é indesejável. Um forno de vácuo remove o oxigénio e evita que isto aconteça.

Um gás inerte , tal como Árgon , é frequentemente utilizado para arrefecer rapidamente os metais tratados de volta para níveis não metalúrgicos (abaixo de 400 ° F [200 ° C]) após o processo desejada na fornalha. Este gás inerte pode ser pressurizado para duas vezes atmosfera ou mais, em seguida, distribuído através da área da zona quente para pegar de calor antes de passar através de um permutador de calor para remover o calor. Este processo continua até que a temperatura desejada seja atingida.

Os usos comuns

fornos a vácuo são usados ​​em uma ampla gama de aplicações em ambas as indústrias de produção e laboratórios de pesquisa.

A temperaturas abaixo de 1200 ° C, num forno de vácuo é utilizada para o tratamento térmico do aço ligas. Muitas aplicações de tratamento térmico gerais envolvem o endurecimento e têmpera de uma peça de aço para torná-lo forte e resistente através do serviço. O endurecimento envolve o aquecimento do aço a uma temperatura pré-determinada, em seguida, arrefecendo-o rapidamente.

Uma aplicação adicional para os fornos de vácuo é de vácuo carburação também conhecido como carburação de baixa pressão ou LPC. Neste processo, um gás (tal como o acetileno) é introduzido como uma pressão parcial dentro da zona quente a temperaturas tipicamente entre 1600 e 1950 ° F (870 e 1070 ° C). O gás dissocia nos seus elementos constituintes (neste caso de carbono e hidrogénio). O carbono é então difundido para a área de superfície da peça. Esta função é tipicamente repetido, variando a duração de entrada de gás e tempo de difusão. Uma vez que a carga de trabalho é adequadamente "revestido", o metal é arrefecida bruscamente usando óleo ou de gás de alta pressão (HPGQ). Para HPGQ, azoto ou, por hélio de têmpera mais rápido, é vulgarmente utilizado. Este processo também é conhecido como caso endurecimento .

Outra aplicação de baixa temperatura de fornos de vácuo é debinding, um processo para a remoção de aglomerantes. O calor é aplicado sob um vácuo numa câmara selada, fusão ou vaporização do ligante do agregado . O ligante é evacuado pelo sistema de bombeamento e recolhido ou purgado jusante. O material com um ponto de fusão mais elevado é deixado para trás num estado purificado e pode ser adicionalmente processado.

Fornos de vácuo com capacidade de temperaturas acima de 1200 ° C são utilizados em vários sectores da indústria, tais como, electrónica, o crescimento de cristais médica, energia e gemas artificiais. O processamento de materiais de alta temperatura, tanto de metais e não-metais, em um ambiente de vácuo permite que o recozimento , soldadura forte , purificação , sinterização e outros processos para tomar lugar de uma maneira controlada.

Referência