Простая электропечь для закалки стали и плавки металлов

Печь для закалки металла изготовление в домашних условиях

В современной промышленности редко используются детали, которые не прошли дополнительную термическую обработку, поскольку до неё у металла более низкая прочность. Чтобы провести термическую обработку, нужна печь для закалки металла. Если нет желания тратить деньги на промышленную модель, можно собрать самодельный аппарат для термической обработки.

Печь для закалки металла

Для чего нужно закаливание

Закалка представляет собой нагревание и последующее охлаждение металлической заготовки. После этих процессов перестраивается кристаллическая решётка материала. Увеличиваются его показатели прочности и твердости. Одновременно с этим снижается пластичность металла.

Когда термическая обработка закончена, готовое металлическое изделие становится твердым и хрупким, поскольку после нагревания в промышленных печах поверхностные слои металла обезуглероживаются. Детали не должны иметь малого припуска. Дополнительно защитить поверхность заготовок можно с помощью специальных газов, которые вводят в камеру печи при разогреве.

Методы закалки металла

Чтобы провести термическую обработку металла, обязательно нужна печь для закалки. В зависимости от того, какой сплав или однородный материал используется и какие конечные характеристики нужно получить, используют разные методы нагрева и охлаждения:

  1. Ступенчатая обработка. Деталь разогревается в термической печи для закалки металла, затем опускается в охлаждающую жидкость. Выдерживается в ней до тех пор, пока не остынет вся заготовка. Далее деталь перемещают в другую охлаждающую жидкость, температура которой выше чем у первой. Так металл будет охлаждаться медленнее, а с заготовки снимется закалочное напряжение.
  2. Изотермическая обработка. Изначально заготовка разогревается до закалочной температуры в печи. Далее мастер перемещает её в охлаждающую жидкость, разогретую до 200–300 градусов. Заготовка должна определённое время остыть в охладителе.

При разогревании металла в печи должна присутствовать защитная атмосфера. Если её нет, заготовку требуется упаковать в специальную тару, а сверху засыпать чугунной стружкой. Дополнительно тара обмазывается глиной, чтобы не допустить попадания воздуха внутрь.

Как работает муфельная печь

В продаже можно встретить различные муфельные печи для обжига, которые отличаются по конструкции, размеру и типу работы. Для термообработки металла используют промышленные модели. Их можно разогревать до 1750 градусов. Мастера металлургии не рекомендуют разогревать печи до большей температуры. В противном случае нагревательный элемент быстро выйдет из строя.

Принцип работы муфельной печи заключается в том, что заготовку помещают в муфель. Он разогревается до закалочной температуры, которая поддерживается на одном уровне определённое количество времени (в зависимости от используемого материала).

Устройство и схема

Печи для закалки металла — это простая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

  1. Металлический корпус. Изготавливается из жаростойкого металла. Оптимальная толщина листов — 2 мм.
  2. Теплоизоляция. Чтобы сделать теплоизоляционный слой, можно использовать шамотный кирпич. Если применяется другой материал, он должен выдерживать температуру не менее 1200 градусов.
  3. Наружная изоляция. Для этого используется слой огнеупорного кирпича, который выкладывается за металлическим корпусом.
  4. Нагревательный элемент. Он может работать на газу или от электричества. Для мастерской можно использовать газовую горелку. В электрических моделях используются специальные спирали, изготавливаемые из фехраля или нихрома. Нихром подходит лучше. Оптимальная толщина проволоки — 1 мм.

Чтобы управлять печью, устанавливается специальная панель, на которой расположены регуляторы температуры и термометр.

Этапы изготовления

Можно сделать муфельную печь своими руками в домашних условиях. До изготовления следует прочитать общую информацию об оборудовании для закалки, рассчитать габариты самодельного оборудование, подобрать место для его установки.

Муфельная печь

Необходимые инструменты

Перед тем как приступать к работе требуется подобрать материалы и инструменты. Расходные материалы для сборки:

  1. Листовой металл для создания корпуса.
  2. Шамотный кирпич для теплоизоляции.
  3. Скрепляющая смесь, чтобы сделать кирпичную кладку. Для этого подойдёт огнеупорная глина, термостойкий клей для печей.
  4. Нагревательный элемент.
  5. Провода для подключения, регуляторы температуры, термометр.
  • шпатель, кельма.
  • сварочный аппарат и электроды.
  • болгарка для разрезания кирпича и металлических листов.
  • защитные очки и перчатки.
  • электродрель.

Дополнительно может потребоваться ручной инструмент (молоток, отвертки). Перед началом работ важно проверить работоспособность электроинструментов.

Изготовление конструкции муфеля

Нужно выбрать форму камеры для нагревания металла. Из огнеупорного материала изготовить прямоугольный или многоугольный каркас. Для подрезки используется болгарка. Если используется нихромовая проволока, для нее нужно вырезать на кирпичах канавки. Находиться они должны внутри конструкции. Вырезать канавки можно болгаркой. Кирпичи соединяются термостойким клеем.

Читайте также:  Можно ли выудить номер двигателя из VIN-кода авто

Муфель можно целиком изготовить из огнеупорной глины. Инструкция:

  1. Изготавливается опалубка цилиндрической формы.
  2. Глина замачивается на трое суток. Далее её заливают в опалубку.
  3. Требуется подождать пока состав застынет.

Перед тем как пускать глиняный корпус в дело его требуется закалить в печи.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Готовый нагревательный элемент можно купить в строительном магазине. Далее с помощью тисков её нужно намотать так, чтобы получилось большое количество витков. После создания спиральной проволоки её нужно немного растянуть, чтобы между витками появилось пространство. Установка:

  1. Спираль располагается в подготовленных заранее канавках.
  2. Закрепляют её с помощью скоб из нихрома или раствором для кладки шамотного кирпича.
  3. Выходы проволоки наружу закрываются керамическими крышками.

Внутри печи нужно промазать все оставшиеся щели и отверстия огнеупорным составом. Самодельное оборудование заземляется.

Нагревательный элемент

Работы по установке в муфель газовой горелки

Лучше приобрести покупную газовую горелку, чтобы избежать возможных ошибок при самостоятельной сборке. Закрепляется она над муфелем. Для этого используются хомуты или другие крепёжные элементы. Важно, чтобы на горелке присутствовал регулятор подачи газа.

Финальные работы

Когда муфель собран и нагревательный элемент установлен, требуется сварить металлический корпус из листового металла. Далее он одевается поверх муфеля, а свободное пространство заполняется слоем теплоизолирующего материала.

Правила эксплуатации

Важно знать сферы применения и принцип работы муфельной печи, чтобы не допускать ошибок во время эксплуатации. Нужно проверить все узлы соединений оборудования. Нельзя допускать утечек. Следует убедиться в том, что корпус печи не имеет повреждений. Работать с раскалённым металлами нужно в защитных перчатках, очках и респираторе. Заготовки вытаскиваются из камеры с помощью кузнечных щипцов.

Печь для закалки металла нужна, чтобы придать металлическим заготовкам высокие показатель прочности и твердости. Для этого не нужно покупать дорогое оборудования. Печь можно сделать самостоятельно и без серьёзных сложений.

Простая электропечь для закалки стали и плавки металлов



Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— жаростойкий кирпич К23;
— жаростойкий печной герметик (1200°C);
— силовое реле для включения спирали;
— цифровой регулятор температуры;
— высокотемпературный печной датчик;
— проволока из кантала 1.2 мм;
— концевой включатель;
— профильные трубы;
— листовой металл;
— дверные петли;
— уголок;
— жаростойкая сетка или другой материал для отделки;
— жаростойкая краска.

Шаг первый. Подготовка плит для сборки печи
Первым делом нам нужно собрать из кирпича плиты, а уже из этих плит будет собрана печь. Кирпич К23 легкий, легко режется и шлифуется, а еще он выдерживает большие температуры. Кирпичи автор с легкостью склеивает при помощи специального жаростойкого клея, способного выдержать температуру 1200°C.








В общей сумме склеиваем 4 плиты, спираль будет монтироваться в боковые стенки. Чтобы собрать печь, автор прорезал сабельной пилой в боковых стенках пазы.

В завершении останется проделать канавки под спираль. Чтобы сделать канавки, можно изготовить простую приспособу, кирпич поддается обработке очень легко, нужно стараться его не сломать.

Шаг второй. Мотаем спираль
Изготавливаем нагревательный элемент для печи, автор решил использовать проволоку из кантала толщиной 1.2 мм. Проволока была намотана на трубу при помощи шуруповерта, а затем автор растянул полученную пружину в спираль.







Нагревательный элемент получился с такими характеристиками:
U = 240V
R = 26,7Ω
I = 9A
P = 2150W

Шаг третий. Рама и дверка
Для печи обязательно делаем раму, так как сам по себе кирпич довольно хрупкий. В качестве материала понадобится уголок, свариваем конструкцию, как у автора на фото. Делаем для печи устойчивые ножки, можно использовать профильные трубы.








Также для печи нужно сделать дверку, варим под нее раму из уголка и укладываем кирпич. Дверка должна плотно прижимать к печи, это обеспечит быстрый рост температуры и высокие ее значения. Автор проделал по кругу дверки канавку и вклеил печной уплотнительный шнур.
Саму дверку завешиваем на хорошие дверные петли и делаем надежную запирающую ручку.

Читайте также:  Падает зарядка на ваз 2108 при включении фар и других потребителей

Шаг четвертый. Сборка
Для эстетических целей печь можно покрасить жаростойкой краской. Если хорошо прокрасить кирпич, краска будет препятствовать осыпанию кирпичной крошки. Автор отделал печь жаростойкой сеткой, смотрится все хорошо, сетка будет защищать кирпич от ударов и не выпустит крупные части кирпича в случае растрескивания. Конечно, более целесообразно было бы обшить всю печь листовым металлом.























Для контроллера температуры делаем корпус из куска профильной трубы, корпус нужно закрепить на некотором расстоянии от печи, чтобы электроника не грелась. Внутри корпуса устанавливается реле SSR, которое будет включать спираль по команде от регулятора температуры. Реле должно будет управлять нагрузкой в 2150 Ватт, нужно подобрать подходящего номинала. Подробную схему подключения можно увидеть на фото.

На панели управления располагаем и включатель, который будет управлять работой всей печи.

Шаг шестой. Испытания
Включаем печь, в качестве теста автор поставил температуру 800°C. Такую температуру печь смогла достичь через 19 минут, подобной температуры хватает для закалки некоторых сталей.




Также автор смог разогнать печь до температуры 1050°C, на это ушло 50 минут, сталь при такой температуре светится ярко-желтым свечением, ее можно даже ковать.

На этом проект завершен, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!

Печи для закалки – особенности и принцип работы печей закалки. Процессы закалки в печах разных видов

Агрегаты применяют в металлургической промышленности. С их помощью металлическим изделиям придают прочность и устойчивость к различным агрессивным воздействиям. Печь для закалки металла бывает разных видов:

  • колпаковой;
  • камерной;
  • шахтной;
  • ямной;
  • толкательной.

Первый оборудования предназначен для обработки крупных металлических изделий под воздействием высокого температурного режима. Колпаковые печи для закалки стали применяют не только в металлургии, но и атомной, электронной, авиационной промышленностях.

Агрегаты работают либо от подачи электрической энергии, либо с помощью газа. Основными характеристиками установок являются следующие показатели:

  • вес сади;
  • температура нагрева;
  • габариты;
  • количество стендов.

Совет. При выборе печей колпакового типа необходимо учитывать именно эти параметры.

Колпаковая установка – муфельная печь для закалки металла. Конструктивной особенностью оборудования является наличие муфеля. Он защищает обрабатываемый материал от прямого воздействия на него продуктов сгорания, или от попадания топлива. Как правило, муфеля – съемные конструкции.

Принцип работы установки колпакового типа заключается в том, что муфель с металлическими изделиями помещают в разогретую печь. Там он находится на протяжении 15-60 мин. Время обработки зависит от вида выполняемого технологического процесса, а также типа обрабатываемого сырья. После этого муфель извлекают, а изделия – охлаждают.

Муфельная печь для закалки металла цена на которую зависит от ее модификации, состоит из таких элементов:

  • корпуса;
  • муфеля (рабочее пространство);
  • дверки;
  • блока управления.

Корпус изготавливают из углеродистой или нержавеющей стали. Второй вариант оснащения конструкции более практичный. Нержавеющая сталь выдерживает разнообразные агрессивные воздействия. Корпус изнутри облицовывают огнеупорным материалом.

Главным элементом установки является муфель. Его производят из керамики, специального волокна или корунда. Каждый из этих материалов имеет определенные преимущества.

Примечание. Наиболее востребованы печи с керамическим муфелем. Они выдерживают воздействия высокого температурного режима, а также не выделяют никаких вредных веществ.

Муфель из специального волокна также популярен. Купить муфельную печь для закалки металла такого типа довольно просто. Для этого необходимо посетить специализированный магазин.

К конструкции двери корпуса предъявляют особые требования. Она должна быть герметичной, и защищать рабочее пространство от попадания в него воздушных масс. Ее изготавливают из простой стали.

Печь для закалки камерного типа купить которую можно дешевле в магазине производителя, оснащают разнообразными нагревательными элементами. Они могут быть расположены на стенках рабочей камеры, поду, своде.

Примечание. Печь для закалки камерного типа крупных габаритов оснащают дополнительными нагревательными элементами, которые размещают на поверхности футеровочного слоя дверки.

Такой подход к конструированию установок позволяет равномерно воздействовать высокой температурой на металлические изделия. В камерных печах можно проводить два вида термообработки: с защитной и окислительной воздушными атмосферами. Для этого существует два вида агрегатов. Для выполнения первого вида техпроцесса предназначены печи серии СН3, для второго – системы серии СНО.

Читайте также:  Устройство коробки переключения передач схема, принцип работы МКПП

Камерные установки могут быть с постоянным и периодическим действием. Они работают от подачи электрической энергии, и называются термические печи для закалки. Агрегаты постоянного действия имеют большую производительность. Обусловлено это тем, что, нагрев обрабатываемого материала осуществляется постоянно. В работе установок не может быть перерывов. Как правило, это крупногабаритное оборудование, которое используют в металлургии.

Термическая печь для закалки металла периодического действия не менее востребована в промышленности. Подачи электрической энергии к такому оборудованию осуществляются циклично.

Примечание. Подобные установки применяют для обработки незначительных партий металлических изделий.

Печь шахтная для закалки по внешнему виду напоминает шахту. Сечения установок: прямоугольное, круглое, эллиптическое. К этой категории относится доменная печь. Ее используют в металлургии довольно давно. Особенность эксплуатации агрегата заключается в том, что его работу нельзя останавливать.

Можно купить печь для закалки такого типа с целью проведения термообработки длинных металлических изделий. Конструкции представляют собой вертикально расположенные шахты, высота которых в несколько раз превышает их диаметр. К этой категории оборудования относится печь для закалки гриф штанги.

Ямная печь является одной из разновидностей шахтных установок. Ее монтируют ниже уровня грунта. В основном, такие конструкции имеют прямоугольную форму. В качестве футеровки рабочего пространства используют керамоволокнистые полотна и огнеупорный кирпич. Можно купить такую печь для закалки металла или сделать самостоятельно.

Совет. В процессе сооружения установки необходимо соблюдать правила, установленные ГОСТами.

Ямная печь работает от подачи электрической энергии. Она характеризуется экономичностью и практичностью. Существуют агрегаты, которые функционируют от подачи газа. Это крупногабаритные установки, используемые в металлургической промышленности. Максимальная температура нагрева агрегатов составляют +1000 градусов.

Конструкция ямной печи состоит из таких элементов:

  • корпуса (ямы, футерованной огнеупорными материалами);
  • крышки (съемной, подъемной или раздвижной);
  • механизмов для загрузки и выгрузки изделий.

Управление оборудованием – электромеханическое.

Толкательные агрегаты – конвейерные печи для закалки саморезов и других металлических изделий. Они представляют собой оборудование непрерывного действия. Другое название – проходные печи для закалки.

Конструкция агрегатов представлена следующими элементами:

  • корпусом, футерованным огнеупорными материалами;
  • закалочной ванной;
  • толкательным механизмом;
  • нагревательными элементами;
  • подиной.

Примечание. Нагревательные элементы могут быть расположены не только на боковых стенках установки, но и на поду.

Принцип действия оборудования аналогичен работе конвейерной печи. На механизмы загружают ванны с обрабатываемым металлом. Они, как по конвейеру, двигаются по всей длине рабочего пространства установки. Процесс закалки металлических изделий не прекращается. Время на обработку зависит от типа продукции. Оборудование работает от электрической энергии или подачи газа.

Вакуумные печи

Агрегаты используют для закалки металлических изделий в вакууме. В технологическом процессе происходит воздействие на продукцию высокого температурного режима.

Преимущества закалки материалов в вакуумной среде:

  • изделиям придается прочность и надежность;
  • выполняется проверка продукции на целостность ее структуры;
  • повышаются качественные и технические характеристики обрабатываемого сырья.

Вакуумная печь для закалки деталей бывает камерной, шахтной, колпаковой, тигельной, муфельной, элеваторной. Все виды агрегатов широко используют в металлургической промышленности. Их размеры и производительность зависят от комплектации. Может быть вакуумная печь с закалкой в масло, кислоту, воду, песок. Выбор зависит от вида обрабатываемых изделий. Как правило, наиболее часто используют закалку в масло.

Примечание. Самыми востребованными считаются тигельные и муфельные печи.

Установки позволяют обрабатывать большое количество изделий за один цикл работы. Принцип действия таких агрегатов: постоянный, периодический, полунепрерывный.

Камерные и другие печи нашли применение в лабораторных исследованиях. С их помощью закаляют различные материалы, а также проверяют их устойчивость к различным агрессивным воздействиям. Если нужна вакуумная камерная печь для закалки купить ее можно в специализированном магазине. Выбор агрегата необходимо основывать на размере его рабочего пространства и показателе производительности.

Вакуумные печи работают на различных видах топлива: газе, коксе, угле, электрической энергии. Установки представляют собой герметичные конструкции, в которых изначально создается определенная вакуумная среда, и только потом начинается нагревание элементов, и обработка изделий.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector