Horno vacío

Tipos de hornos de vacío

Un horno de vacío es un tipo de dispositivo de calentamiento y fusión utilizado para tratar metales en un vacío o en una atmósfera de gas inerte. Se utiliza principalmente para el tratamiento térmico de metales. En un vacío, la ausencia de aire permite que las piezas metálicas se endurezcan más rápidamente y previene la oxidación. Hay cuatro tipos principales de hornos de vacío.

• Hornos de cementación al vacío

  Un horno de cementación al vacío es un equipo especializado de tratamiento térmico utilizado para cementar gases carbonosos en un vacío. La ausencia de oxidación en el horno de cementación al vacío crea un ambiente inerte que permite el tratamiento térmico de metales sin la formación de escamas u oxidación en la superficie de las piezas. Esto da como resultado superficies metálicas lisas y limpias que eliminan la necesidad de un procesamiento adicional. Además de superficies sin defectos, la cementación al vacío también proporciona una profundidad de capa y una dureza superficial controladas con precisión.

• Hornos de tratamiento térmico al vacío

  Un horno de tratamiento térmico al vacío es una pieza compacta de equipo que trata térmicamente piezas metálicas en un vacío. Este dispositivo también evita reacciones de oxidación indeseables y la contaminación superficial limpiando químicamente las superficies de las piezas a través de un proceso controlado de desgasificación de vapor. En consecuencia, las piezas tratadas térmicamente tienen superficies limpias, no contaminadas y sin defectos que no requieren tratamiento superficial adicional. La cavidad interna de un horno de tratamiento térmico al vacío suele estar hecha de acero inoxidable para proporcionar una cámara resistente a la corrosión.

• Hornos de brasado al vacío

  Un horno de brasado al vacío es un dispositivo de brasado de alta temperatura que une dos o más piezas separadas. Además de unir con éxito componentes metálicos y no metálicos, el brasado permite la unión de sustancias disímiles. Cuando se calienta un material de menor punto de fusión, generalmente llamado metal de aporte de brasado, puede fusionar los materiales base. La realización del proceso de brasado en un vacío protege las uniones brazedas de la contaminación y la oxidación, lo que resulta en conexiones sólidas y limpias. Los hornos de brasado al vacío se pueden utilizar en varios sectores industriales, como la industria aeroespacial, para producir instrumentos de alta precisión.

• Hornos de fusión al vacío de titanio de alta pureza

  Los hornos de fusión al vacío de titanio son fundamentales en la producción de aleaciones de titanio de alta calidad utilizadas para componentes de aeronaves, artículos deportivos y equipos de procesamiento químico. Estos hornos emplean un crisol de cobre refrigerado por agua no consumible, que facilita el enfriamiento rápido del titanio fundido durante la solidificación, lo que aumenta el rendimiento. Además, la ausencia de contaminación atmosférica durante el proceso de fusión aumenta significativamente la pureza de la aleación.

Especificaciones y mantenimiento de los hornos de vacío

• Temperatura máxima: La mayoría de los hornos de vacío están diseñados para funcionar a temperaturas máximas que varían de 1,000 a 2,500 grados Celsius. La temperatura real está determinada por el tipo específico y el propósito del horno de vacío.
• Nivel de vacío: El grado de vacío que puede alcanzar un horno de vacío se mide típicamente en milibares o Torr. Un nivel de alto vacío típico para un horno de vacío es de alrededor de 0,001 Torr, mientras que algunos pueden alcanzar vacíos aún más altos (más bajos), hasta 0,0000001 Torr.
• Método de calentamiento: Los métodos de calentamiento de los hornos de vacío pueden variar, como los calentadores de disiliciuro de molibdeno, el alambre de resistencia, las resistencias de grafito, el calentamiento inductivo de RF, etc. Cada tipo de calentador tiene sus características y usos distintos. Por ejemplo, el cable de resistencia carece de aceite y gas, lo que es especialmente importante para el tratamiento de materiales inflamables.
• Materiales del horno: Los materiales de los hornos suelen mantenerse con materiales duraderos y resistentes a la oxidación, como grafito, cerámica de alta pureza o ciertas aleaciones refractarias. Estos materiales tienen un alto punto de fusión y una excelente estanqueidad al vacío, lo que puede garantizar su estabilidad y longevidad en entornos de alta temperatura.
• Gas de purga: Los tipos de gases de purga que se utilizan normalmente en los hornos de vacío incluyen argón, nitrógeno, hidrógeno, etc. Los gases de purga se utilizan para controlar la composición de la atmósfera dentro del horno y para evitar la oxidación y la contaminación de la pieza de trabajo durante los procesos de sinterización e infiltración. Por ejemplo, el uso de argón como gas de horno es útil para purificar el interior del horno. Puede desplazar el aire residual y reducir la oxidación de la pieza de trabajo, mejorando así la calidad del vacío para proteger mejor los artículos que se están procesando.

Mantenimiento

• Comprobación semanal de los módulos de vacío del horno: Este dispositivo, que proporciona soporte para tecnologías de endurecimiento al vacío, como HighVac, SoftVac o LowVac, debe estar libre de daños después de una semana. Busque fugas, torceduras en las mangueras, roturas en el aislamiento de los cables, rasgaduras en los fuelle, funcionamiento de las válvulas y niveles de aceite de la bomba de vacío.
• Piezas de repuesto del horno trimestrales: Reemplace cualquier parte del trimestre que no se haya desperdiciado, centrándose en las juntas, los O-rings y los fuelles. Además, haga que el sensor de vacío se calibre para obtener precisión.
• Filtros de aire mensuales y ventiladores de los sopladores: Limpie los filtros del aire que se utiliza para enfriar la caldera eléctrica del horno, ya sea un horno de inducción u otro tipo. Esto es útil para que sigan funcionando correctamente y sigan siendo eficientes.
• Sistemas eléctricos anuales: Inspeccione todo el cableado, los dispositivos electrónicos y los componentes operativos, como los contactores y los relés, para garantizar un funcionamiento seguro durante el proceso de soldadura. Céntrese en las conexiones de cables refrigerados por agua, los sistemas de alta tensión y las conexiones a tierra.
• Inspección general anual: Se debe solicitar un servicio de mantenimiento de un fabricante profesional de hornos de vacío para una inspección anual más exhaustiva de todo el sistema del horno, incluidos los sistemas eléctricos, mecánicos, hidráulicos y neumáticos.

Escenarios en los que se utilizan los hornos de vacío

• Metalurgia industrial: Los hornos de vacío están principalmente presentes en el campo del metal. Con la capacidad de realizar tratamientos térmicos como el templado, el endurecimiento, el alivio de tensiones, la desgasificación y el recocido, pueden adaptarse para satisfacer los requisitos de muchos metales como el acero, el cobre, el titanio, etc. Además, existen diferentes tipos de hornos de vacío para tratarlos. Por ejemplo, un horno de vacío de titanio se utiliza para el titanio y sus aleaciones. Por otro lado, el metal de titanio puede procesarse mediante diversas técnicas que ofrece un horno de vacío, como los hornos de recocido al vacío. El tratamiento térmico en un vacío ayuda a mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia a la deformación de las aleaciones de titanio, lo que las hace más útiles para diversas aplicaciones.
• Industrias aeroespacial y automotriz: Los campos aeroespacial y automotriz dependen en gran medida de los hornos de vacío, en particular aquellos que involucran la metalurgia. Esto se debe a que estas dos industrias esperan que los materiales que utilizan tengan altas cualidades. Estas podrían variar desde ser muy duraderas y fuertes hasta resistir altas temperaturas o reducir la acumulación de residuos de combustión en los motores de los automóviles. En consecuencia, los materiales deben someterse a un tratamiento riguroso para lograr tales propiedades, que solo un horno de vacío puede brindarles. En consecuencia, los productos finales están perfectamente adaptados para las desafiantes funciones que realizarán en, por ejemplo, un avión o un automóvil deportivo de alto rendimiento.
• Metalurgia del vidrio: Este tipo de industria se refiere a la que básicamente se ocupa del vidrio. A pesar de ser un aislante, el vidrio, especialmente el vidrio de alta sílice, puede soportar el calor, lo que significa que puede sobrevivir a los hornos. Sin embargo, el material es especial. Hertz dijo que los materiales de alta calidad utilizados para los revestimientos o tubos del horno de vacío pueden ser resistentes a una variedad de materiales de vidrio y productos químicos agresivos. En otras palabras, algunos vidrios solo pueden tratarse térmicamente bajo un cierto tipo de alta temperatura. Esto explica por qué en primer lugar existe un horno especial para la producción de vidrio. La industria del vidrio utiliza hornos de vacío para controlar con precisión la atmósfera y la temperatura durante los procesos de fusión y refinación de materiales de vidrio. Además, cuando los materiales de vidrio (por ejemplo, vidrio de cuarzo) se tratan en un vacío, las impurezas se eliminan y se liberan los gases no deseados.
• Fabricación de semiconductores: La fabricación de semiconductores se refiere al proceso mediante el cual se producen las obleas de semiconductores. Los dispositivos semiconductores son la columna vertebral de muchos dispositivos electrónicos, incluidos los sensores, los circuitos integrados, los transistores y más. Estos dispositivos suelen contener algunos materiales semiconductores tratados mediante calor para producir intrincados y miniaturizados dispositivos electrónicos. Los dispositivos semiconductores son muy susceptibles incluso a las irregularidades más leves; por lo tanto, el tratamiento de calentamiento debe ser exacto, con los contaminantes no deseados eliminados. En este punto, aparece el horno de vacío, proporcionando el ambiente puro necesario para la producción de dispositivos semiconductores.

Cómo elegir hornos de vacío

Aquí hay algunos consejos para aquellos que buscan comprar o vender al por mayor hornos de vacío.

• Definir la aplicación prevista y la compatibilidad del material:

  Los operadores deben analizar el uso previsto del horno de vacío. Deben considerar los materiales que se van a procesar, su potencia de desgasificación específica y el rango de temperatura deseado. Al hacerlo, pueden elegir un horno de vacío con las características de diseño adecuadas para sus necesidades únicas.

• Evaluar el espacio disponible en el suelo y las conexiones de servicios públicos:

  Es importante evaluar la cantidad de espacio disponible en el suelo en el sitio de instalación, así como las conexiones de servicios públicos. De esta manera, se puede elegir un horno de tamaño adecuado que quepa en la ubicación y esté respaldado por los servicios públicos necesarios para su funcionamiento.

• Determinar el nivel deseado de automatización y facilidad de uso:

  Al seleccionar un horno de vacío, decida sobre el grado preferido de automatización y facilidad de uso. Los hornos con controles avanzados de pantalla táctil y recetas programables permiten un funcionamiento más automatizado y fácil de usar en comparación con los controles manuales básicos.

• Considerar los requisitos de mantenimiento y la red de servicios:

  Considere las necesidades de mantenimiento del horno de vacío seleccionado, junto con su confiabilidad. Asegúrese también de tener en cuenta la disponibilidad de servicios de reparación en el área. Es prudente seleccionar un sistema de horno que tenga un soporte de reparación amplio y bajas demandas de mantenimiento para ayudar a minimizar el tiempo de inactividad y los costos operativos a largo plazo.

• Evaluar la eficiencia energética y los costos operativos:

  Elija un modelo de horno de vacío que esté diseñado para una alta eficiencia energética para reducir el consumo de energía y los gastos operativos a largo plazo. Busque características como cámaras de vacío de tamaño adecuado, aislamiento de calidad, elementos calefactores efectivos y modos de ahorro de energía que ayuden a reducir los costos de electricidad durante el uso regular.

Preguntas frecuentes sobre el horno de vacío

P1: ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los hornos de vacío?

A1: Las ventajas de un horno de vacío son la excelente calidad del producto que puede lograr, la mayor seguridad del operador, la amplia gama de materiales y tamaños que puede procesar y el mayor nivel de permeabilidad al aire y desgasificación que puede ofrecer. Las desventajas pueden incluir el mayor costo de un horno de vacío en comparación con los modelos sin vacío y el mayor nivel de conocimiento técnico requerido para la instalación y el mantenimiento.

P2: ¿Todos los hornos de vacío son iguales?

A2: No, existen varios tipos diferentes de hornos de vacío, como el horno de procesamiento en caliente al vacío (VHPF), el horno de cinta al vacío, el horno de sinterización al vacío, el horno de fusión por plasma y el horno de refinado al vacío, cada uno con sus propias características y aplicaciones.

P3: ¿Se puede utilizar un horno de vacío para todos los materiales?

A3: No, no todos los materiales son adecuados para procesar en un horno de vacío. Los materiales como el aluminio, el magnesio y el titanio, que tienen altos puntos de fusión y pueden reaccionar con el oxígeno, deben procesarse en una atmósfera protectora o un vacío para evitar defectos como la oxidación, la contaminación o la fragilidad.

P4: ¿Cómo mejora un horno de vacío la seguridad del operador?

A4: Un horno de vacío mejora la seguridad del operador al minimizar el riesgo de reacciones explosivas. Las combinaciones de aire se eliminan de los materiales y los gases peligrosos se evacuan y tratan en sistemas especializados antes de su liberación, reduciendo los riesgos potenciales en el entorno de trabajo.