Negli ultimi 40 anni, l'industria del trattamento termico ha registrato un cambiamento significativo nel tipo di zona calda più comunemente utilizzata nei forni. Negli anni '70, la maggior parte delle zone calde installate erano interamente in metallo; oggi, la maggior parte è in grafite.
Passaggio alla grafite
Due fattori hanno contribuito a questo spostamento di preferenze:
- Miglioramento della progettazione e della qualità delle zone calde in grafite
- Man mano che i produttori si sono resi conto dei vantaggi dell'uso del feltro per prevenire le perdite di calore, la qualità delle zone calde in grafite è migliorata. Oggi è comune vedere 2" di isolamento in feltro di grafite con uno schermo flessibile in carbonio/carbonio. In precedenza, le zone calde erano costituite da un feltro di grafite da 1" e da un pannello di grafite da 1".
- Maggiore educazione sull'uso e sui benefici della grafite
- Grazie alla manutenzione predittiva e all'analisi dei dati, gli utenti dei forni sono più informati che mai sulle esigenze delle loro apparecchiature. Grazie a questa ricerca, i vantaggi delle zone calde in grafite sono diventati più noti. La grafite è più efficiente dal punto di vista energetico, costa molto meno da sostituire e può avere una durata maggiore con una manutenzione adeguata.
Scegliere la zona calda
Mentre le zone calde in grafite sono migliorate e hanno guadagnato popolarità negli ultimi anni, le zone calde interamente metalliche hanno mantenuto una forte domanda nel settore. Rispetto all'alternativa, le zone calde interamente metalliche sono costruite utilizzando schermi metallici multistrato composti da molibdeno e acciaio inossidabile. I vantaggi di questa opzione includono un migliore tasso di perdita, migliori capacità di pompaggio, un ambiente di lavoro più pulito e una minore probabilità di contaminazione delle parti.
Con i design e i vantaggi unici di ciascuna, potreste trovarvi a chiedere: "Come faccio a scegliere la zona calda migliore per le mie esigenze?". Abbiamo individuato tre domande fondamentali che possono aiutarvi a decidere:
1. Quali sono i vostri requisiti di processo e di materiale?
Tutto metallo
Se il vostro processo non può tollerare polvere o sporcizia accidentale, un'area calda interamente in metallo è la scelta migliore per le vostre esigenze. Questi processi sensibili includono l'incollaggio per diffusione e la brasatura dell'alluminio. Appositamente progettate per trattare materiali come le superleghe (ad esempio, titanio, hastelloy e tungsteno), le zone calde per tutti i metalli producono pezzi che risultano brillanti e puliti, un requisito comune nell'industria medica.
Considerate anche come i vostri materiali potrebbero reagire con i carboni in un forno a grafite. La polvere di grafite abbassa le temperature di fusione e può avere un effetto negativo, anche di reazione eutettica, su alcuni materiali. In casi come questi, una zona calda interamente metallica sarebbe la scelta migliore per garantire risultati ottimali.
Grafite o interamente in metallo
Anche la grafite è in grado di produrre pezzi brillanti e puliti, ma può verificarsi la presenza di polvere di carbonio. Se il vostro materiale non reagisce con il carbonio, avete la possibilità di scegliere tra le zone calde. La maggior parte dei metalli, come gli acciai al carbonio o legati, e i processi come il rinvenimento, l'invecchiamento, la carburazione, la tempra e la ricottura in soluzione, funzionano ugualmente bene in entrambe le zone calde.
2. Quali sono le temperature e le velocità di rampa desiderate?
Tutto metallo
Se il ciclo richiede temperature e velocità di rampa elevate, si dovrebbe scegliere una zona calda interamente in metallo, in grado di raggiungere temperature superiori a 2.400 °F (1.371 °C) e di riscaldarsi con una velocità di rampa massima di 75 °F (41 °C) al minuto.
Grafite o interamente in metallo
Se le temperature sono inferiori a 2.400 °F (1.371 °C) e si richiede solo una velocità di rampa massima di 45 °F (25 °C) al minuto, è possibile selezionare una delle due zone calde.
3. Qual è l'intervallo previsto per l'uniformità della temperatura?
Tutto metallo
Una zona calda metallica con elementi terminali è in grado di raggiungere un intervallo di uniformità della temperatura di +/- 5 °F (3 °C). Secondo gli standard AMS 2750F, un forno che rientra in questo intervallo è definito come forno di Classe 1 e fornisce la minima variazione di temperatura nella zona di lavoro.
Grafite o interamente in metallo
Per i pezzi e i processi che consentono un intervallo di uniformità della temperatura più ampio, pari a +/- 10 °F (6 °C) o superiore, una zona calda in grafite senza elementi terminali può raggiungere i risultati desiderati. Questa variazione di uniformità di temperatura, secondo gli standard AMS 2750F, è definita come un forno di Classe 2. Poiché i forni per il trattamento termico devono sempre essere in grado di soddisfare l'intervallo di uniformità di temperatura più ristretto richiesto dai vostri pezzi o dal vostro processo, qualsiasi cosa che sia pari o superiore a questo intervallo può essere ottenuta in entrambe le zone calde.
Conclusioni
Come si può vedere, ogni zona calda presenta capacità e vantaggi diversi. Se le risposte alle domande precedenti richiedono la scelta di un'area calda interamente in metallo, la decisione è semplice. Se invece avete la possibilità di scegliere tra le due opzioni, considerate i vantaggi evidenziati in questo post prima di scegliere l'area calda migliore per le vostre esigenze.
