Кіріспе

Вакуумдық пеш – өңдеу кезінде пештегі өнімді вакууммен қоршайтын пеш түрі. Ауаның немесе басқа газдардың болмауы тотығуды, конвекция арқылы өнімнен жылудың кетіп қалуын болдырмайды және ластану көзін жояды. Бұл пешке материалдарды (әдетте металдар мен керамиканы) таңдалған материалдармен 3000 °C (5432 °F) дейін жоғары температураға дейін қыздыруға мүмкіндік береді. Пештің максималды температурасы және вакуум деңгейі қыздырылатын материалдардың балқу температурасына және бу қысымына байланысты. Вакуумдық пештер жоғары тұрақтылықпен және төмен ластанумен отқа жағу, дәнекерлеу, ыстыққа пісіру және термикалық өңдеу сияқты процестерді жүзеге асыру үшін қолданылады. Вакуумдық пештің сипаттамалары:

Диапазонда біркелкі температура. Саудада қол жетімді вакуумдық сорғы жүйелері төмен температурада вакуумның төмен деңгейіне жете алады. Температураны әдетте жылу қалқаны немесе изоляциямен қоршалған қыздырылатын аймақта бақылауға болады. Өнімнің көміртек, оттегі және басқа газдармен ластануы төмен. Вакуумдық сорғы жүйелері қыздыру кезінде процестегі материалдардан төмен температуралы қосымша өнімдерді шығарып тастайды, нәтижесінде жоғары тазалықтағы түйін өнім алынады. Процесс айналымын қысқарту үшін өнімді жылдам салқындатуға (қарқындатуға) болады. Процестің қайталануын қамтамасыз ету үшін компьютерлік басқару мүмкіндігі бар. Металдарды ашық атмосферада жоғары температураға қыздырғанда әдетте тез тотығу болады, бұл қажетсіз. Вакуумдық пеш оттекті жойып, мұны болдырмайды. Аргон сияқты инерттік газ көбінесе пештегі қажетті процестен кейін өңделген металдарды металлургиялық емес деңгейге дейін ( ) жылдам салқындату үшін қолданылады. Бұл инерттік газты екі атмосфералық қысымға немесе одан да көп қысымға дейін қысуға болады, содан кейін оны жылу алмастырғыш арқылы өткізбестен бұрын, ыстық аймақ арқылы айналдырып, жылуды сіңдіреді. Бұл процесс қажетті температураға жеткенше жалғасады.

Жалпы қолданылу

Вакуумды пештер өндіріс салаларында да, ғылыми-зерттеу зертханаларында да кең ауқымды қолданылады. Мысалы, биомассаны кептіру үшін төмен температурадағы вакуумды пешті пайдалану, қарапайым кептіруден әлдеқайда тиімді. Сонымен қатар, микротолқынды вакуумты кептіру кранбери сияқты тағамдарды кептіруде перспективалы екені көрсетілген. 1200 °C төмен температурада вакуумды пештер болат қорытпаларын жылумен өңдеу үшін жиі қолданылады. Көптеген жалпы жылумен өңдеу операцияларында болат бөлшекті қызмет ету кезінде мықты және берік ету үшін қатайту және қайта қатайту процестері қолданылады. Қатайту – болатты белгілі бір температураға дейін қыздырып, содан кейін сумен, маймен немесе басқа қолайлы ортада жылдам салқындату. Вакуумды пештерді қолданудың тағы бір түрі – вакуумды карбюризациялау, ол төмен қысымды карбюризациялау немесе LPC деп те аталады. Бұл процесте газ (мысалы, ацетилен) қызған аймаққа жартылай қысым ретінде енгізіледі, температурасы әдетте... Газ құрамына ажырап (бұл жағдайда көміртегі мен сутегі), көміртегі бөлшектің беткі қабатына сіңіріледі. Бұл операция әдетте газ беру ұзақтығы мен диффузия уақытын өзгерте отырып қайталанады. Жұмыс нысаны дұрыс "қапталғаннан" кейін металл маймен немесе жоғары қысымды газбен (HPGQ) сөндіріледі. HPGQ үшін азот немесе жылдам сөндіру үшін гелий көбінесе қолданылады. Бұл процесс беттік қатайту деп те аталады. Вакуумды пештердің төмен температурадағы тағы бір қолданылуы – байланыстырғыштарды жою, яғни байланыстырғыштарды алып тастау процесі. Жылу вакуум астында жабық камерада қолданылады, нәтижесінде байланыстырғыш еріп немесе буланып кетеді. Байланыстырғыш сорғы жүйесімен шығарылып, кейін жиналады немесе тазартылады. Жоғары балқу температурасы бар материал тазартылған күйде қалдырылып, одан әрі өңделеді. 1200 °C-тан жоғары температураға қол жеткізе алатын вакуумды пештер электроника, медицина, кристалл өсіру, энергетика және жасанды асыл тастар сияқты түрлі салаларда қолданылады. Вакуум ортасында жоғары температуралы материалдарды (металдар мен металл емес материалдарды) өңдеу, қыздыру, біріктіру, тазарту, күйдіру және басқа да процестерді бақыланатын жағдайда жүргізуге мүмкіндік береді.