ตอบตรง การเลือกและการออกแบบฟิกซ์เจอร์รักษาความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับการตัดสินใจสี่ประการตามลำดับ: จับคู่ฟิกซ์เจอร์กับประเภทของเตาเผาและอุณหภูมิสูงสุด เลือกเกรดโลหะผสมทนความร้อนที่คงอยู่ตามวงจรความร้อนโดยไม่มีการคืบคลานหรือการแตกร้าว ออกแบบเส้นทางการรับน้ำหนักเพื่อให้ชิ้นงานได้รับการรองรับโดยไม่จำกัดการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และเลือกวิธีการหล่อ (การหล่อแบบลงทุนหรือการหล่อแบบแรงเหวี่ยง) ที่เหมาะกับรูปทรงของฟิกซ์เจอร์ การข้ามขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้อุปกรณ์ติดตั้งเกิดการบิดเบี้ยว แตกร้าว หรือทำให้เวลาทำงานของเตาเผาสั้นลง
เกณฑ์หลักในการเลือกฟิกซ์เจอร์การบำบัดความร้อน
ฟิกซ์เจอร์รักษาความร้อนเป็นอุปกรณ์รองรับ วางตำแหน่ง และยึดซึ่งสร้างขึ้นสำหรับงานเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงโดยเฉพาะ ก่อนที่จะเปรียบเทียบซัพพลายเออร์หรือแบบร่าง ควรล็อคตัวแปรสี่ตัวไว้ก่อน
01 ประเภทเตาและอุณหภูมิสูงสุด
เตาสุญญากาศ เตา IPSEN แบบหลุม เตาหล่อแบบโซ่ และเตาแบบท่อความร้อนแบบกระจาย ต่างก็กำหนดเส้นทางความร้อนและเคมีบรรยากาศที่แตกต่างกัน ฟิกซ์เจอร์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับบริการชุบคาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิ 950°C จะไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิการบัดกรีแข็งสุญญากาศที่ 1180°C ได้
02 โหลดและน้ำหนักแบทช์
น้ำหนักชิ้นงานทั้งหมด ความสูงในการเรียงซ้อน และรูปทรงของชิ้นส่วนเป็นตัวกำหนดว่าการออกแบบตะกร้า ถาดฐาน หรือชั้นวางแบบเชื่อมมีประสิทธิภาพมากกว่าหรือไม่ การบรรทุกมากเกินไปเป็นสาเหตุเดียวที่ใหญ่ที่สุดที่ทำให้เกิดความหย่อนคล้อยก่อนวัยอันควร
03 เกรดโลหะผสม
การหล่อเหล็กกล้าทนความร้อน Cr-Ni (เช่น Cr25Ni20, 1.4848, 1.4849 หรือ 1.4852) แต่ละรายการมีความต้านทานการคืบและขีดจำกัดการเกิดออกซิเดชันที่แตกต่างกัน ซึ่งจะต้องตรงกับวงจรของเตาเผา
04 เส้นทางการหล่อและการผลิต
การหล่อแบบการลงทุน (ขี้ผึ้งหาย) เหมาะกับตัวอุปกรณ์ติดตั้งที่ซับซ้อน การหล่อแบบแรงเหวี่ยงเหมาะกับชิ้นส่วนทรงกลมที่สมมาตร เช่น ลูกกลิ้งเตาหลอมและท่อความร้อนแบบกระจาย
การจับคู่อุปกรณ์จับยึดกับประเภทเตาหลอม
กลุ่มเตาหลอมที่แตกต่างกันต้องการส่วนประกอบเสริมที่แตกต่างกันควบคู่ไปกับฟิกซ์เจอร์ ตารางด้านล่างสรุปการจับคู่โดยทั่วไป
| ประเภทเตา | ฟิกซ์เจอร์ / ส่วนประกอบทั่วไป | หมายเหตุ |
| เตาสุญญากาศ / เตาแบบหลุม IPSEN | ฟิกซ์เจอร์รักษาความร้อนแบบเชื่อม, ตะกร้าหล่อแบบแม่นยำ | ต้องการความทนทานต่อมิติที่แคบและพื้นผิวที่มีการปล่อยก๊าซต่ำ |
| สายพานตาข่ายต่อเนื่อง / เตาผลัก | ลูกกลิ้งเตาสำหรับเตาต่อเนื่อง AFC Pusher Head | ลูกกลิ้งต้องทนทานต่อการสึกหรอของรางในรอบหลายพันรอบ |
| เตาหลอมแบบหล่อโซ่ / สายพานลิงค์ | Hearth Roll สำหรับ Cast Link Belt Furnace, แผ่นโซ่สำหรับเตาหล่อแบบโซ่ | รูปทรงของแผ่นโซ่ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการติดตามสายพาน |
| เตาให้ความร้อนแบบท่อเรเดียนท์ | ท่อความร้อนแบบกระจาย, ท่าเทียบเรือเตา | ท่ารองรับน้ำหนักของท่อและป้องกันการยุบตัวภายใต้ความร้อนที่ยั่งยืน |
| เตาบรรยากาศหมุนเวียน | ใบพัดลมไอเซ่น | ความสมดุลของใบพัดลมส่งผลต่อความสม่ำเสมอของอุณหภูมิตลอดโหลด |
| เตาลูกกลิ้ง/เตาโบกี้ | รางลูกกลิ้งและลูกกลิ้งเตา AFC, ถาดฐานบำบัดความร้อน | ถาดรองฐานจะกระจายน้ำหนักจุดเท่า ๆ กันทั่วทั้งเตียงลูกกลิ้ง |
การเปรียบเทียบเกรดโลหะผสมสำหรับการออกแบบฟิกซ์เจอร์
เมื่อทราบโปรไฟล์เตาเผาและโหลดแล้ว ขั้นตอนการออกแบบถัดไปคือการเลือกเกรด เกรดทั้งสี่ด้านล่างครอบคลุมวงจรคาร์บูไรซิ่ง ไนไตรด์ และสุญญากาศทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่
Cr25Ni20
ใช้งานได้ต่อเนื่องประมาณ. 1100°ซ
ปริมาณโครเมียม-นิกเกิลที่สมดุลให้ความต้านทานสูงต่อบรรยากาศคาร์บูไรซิ่ง ซึ่งมักใช้กับถาดฐานและชั้นวางทั่วไป
1.4848
ใช้งานได้ต่อเนื่องประมาณ. 1100°ซ
ความแข็งแรงของการคืบที่สูงขึ้นที่ภาระที่เพิ่มขึ้น นิยมสำหรับการชาร์จตะกร้าและการใช้งานเตาไฟแบบโบกี้ที่มีการหมุนเวียนซ้ำๆ
1.4849
ใช้งานได้ต่อเนื่องประมาณ. 1150°ซ
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีขึ้น เหมาะสำหรับชั้นวางชาร์จที่เปิดประตูเตาหลอมบ่อยครั้งและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน
1.4852
อุณหภูมิสูงสุดประมาณ 1180°ซ
เกรดชั้นบนสุดสำหรับเตาหลอม IPSEN ชนิดหลุมและฟิกซ์เจอร์หล่อที่แม่นยำซึ่งทำงานใกล้กับขีดจำกัดบนของความต้านทานความร้อนของเหล็ก
กลุ่มผลิตภัณฑ์ฟิกซ์เจอร์การรักษาความร้อน FH®
ตัวเลือกการออกแบบฟิกซ์เจอร์แบบหล่อและแบบเชื่อมที่เป็นตัวแทน ครอบคลุมตั้งแต่ชั้นวางแบบใช้งานต่อเนื่องไปจนถึงตะกร้าที่แม่นยำสำหรับการบริการสุญญากาศ
สายผลิตภัณฑ์การแข่งขัน
โครงสร้างแบบหล่อและแบบเชื่อมที่ออกแบบมาเพื่อหน้าที่เตาสุญญากาศ แบบหลุม และแบบต่อเนื่อง สร้างจากเกรดโลหะผสมทนความร้อนที่พิกัด 1180°C
หลักการออกแบบที่ยืดอายุฟิกซ์เจอร์
การเลือกวัสดุเพียงอย่างเดียวไม่สามารถป้องกันความล้มเหลวก่อนกำหนดได้ หากการออกแบบโครงสร้างละเลยการทำงานของฟิกซ์เจอร์จริงภายใต้การให้ความร้อนและความเย็นซ้ำๆ
1
กระจายเส้นทางโหลดให้เท่าๆ กัน
การโหลดจุดที่มีความเข้มข้นบนตะกร้าหล่อที่แม่นยำหรือถาดฐานจะเร่งการคืบในพื้นที่ โครงแบบกากบาทและจุดรองรับหลายจุดช่วยกระจายน้ำหนักไปทั่วส่วนแทนที่จะกระจายเป็นคานเดียว
2
เว้นช่องว่างไว้สำหรับการขยายตัวทางความร้อน
โลหะผสมเหล็กจะขยายตัวประมาณ 1.5 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ในมิติเชิงเส้นระหว่างอุณหภูมิห้องถึง 1100°C ข้อต่อคงที่โดยไม่มีช่องว่างการขยายตัวเป็นสาเหตุทั่วไปของการแตกร้าวที่รอยเชื่อม
3
ลดมวลความร้อนหากเป็นไปได้
ถาดฐานรักษาความร้อนแบบตาข่ายที่เบากว่า ให้ความร้อนและเย็นเร็วกว่าแผ่นแข็ง ลดระยะเวลารอบการทำงานและลดความเครียดจากความร้อนในแต่ละรอบที่ใช้กับการหล่อ
4
ปกป้องจุดสัมผัสที่มีการสึกหรอสูง
ขอบหน้าสัมผัสของราง ร่องลูกกลิ้ง และหน้าดันจะได้รับประโยชน์จากไลเนอร์ที่ทนทานต่อการสึกหรอหรือเม็ดมีดที่แข็ง ช่วยลดความจำเป็นในการเปลี่ยนฟิกซ์เจอร์ทั้งหมดเมื่อมีเพียงพื้นผิวสัมผัสเท่านั้นที่สึกหรอ
วิธีการหล่อ: การลงทุนกับการหล่อแบบแรงเหวี่ยง
เส้นทางการผลิตส่งผลต่อทั้งต้นทุนและประสิทธิภาพของฟิกซ์เจอร์เมื่อติดตั้งแล้ว
| ปัจจัย | การลงทุน (Lost-Wax) การหล่อ | การหล่อแบบแรงเหวี่ยง |
| เรขาคณิตที่เหมาะสมที่สุด | ตัวอุปกรณ์ติดตั้งที่ซับซ้อน ตะกร้า ถาดที่มีโครงและช่องเจาะ | ชิ้นส่วนทรงกลมที่สมมาตร เช่น ลูกกลิ้งเตาหลอม และท่อความร้อนแบบกระจาย |
| การตกแต่งพื้นผิว | เรียบ รูปร่างใกล้เคียงตาข่าย ใช้เครื่องจักรน้อยที่สุด | ผิวด้านนอกหนาแน่นจากการแข็งตัวของสปินคาส |
| โครงสร้างเกรน | เม็ดละเอียดและสม่ำเสมอช่วยลดความเสี่ยงจากการบิดเบี้ยว | การแข็งตัวของทิศทางช่วยเพิ่มความแข็งแรงในแนวรัศมี |
| การใช้งานฟิกซ์เจอร์ทั่วไป | ตะกร้าชาร์จ ถาดฐาน ชั้นวางแบบเชื่อม | ลูกกลิ้งเตา ท่อเรเดียน ลูกกลิ้งเตา |
ในกรณีที่การแข่งขันมักล้มเหลว
การทำความเข้าใจโหมดความล้มเหลวทั่วไปจะช่วยจัดลำดับความสำคัญว่าการตัดสินใจออกแบบใดที่สำคัญที่สุดระหว่างการจัดซื้อ
การเสียรูปจากการโอเวอร์โหลด การเชื่อมแตกร้าวจากความเครียดจากความร้อน การสึกหรอของพื้นผิวที่จุดสัมผัส ออกซิเดชันและความล้าของวัสดุ การกระจายตามรูปแบบการส่งคืนสนามทั่วไปที่รายงานระหว่างการดำเนินการคาร์บูไรซิ่งและเตาสุญญากาศอย่างต่อเนื่อง ตัวเลขแสดงให้เห็นสัดส่วนสัมพัทธ์มากกว่าอัตราสัมบูรณ์
คำถามที่พบบ่อย
ควรมีการตรวจสอบฟิกซ์เจอร์บำบัดความร้อนบ่อยแค่ไหน?
โดยทั่วไปแล้วฟิกซ์เจอร์ในบริการเตาเผาแบบต่อเนื่องจะได้รับการตรวจสอบทุกๆ 200 ถึง 500 รอบเพื่อดูความหย่อนคล้อย การแตกร้าว และการสึกหรอของราง โดยมีการตรวจสอบบ่อยครั้งมากขึ้นสำหรับฟิกซ์เจอร์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 1100°C
การออกแบบฟิกซ์เจอร์เดียวสามารถใช้ได้กับเตาเผาหลายยี่ห้อได้หรือไม่
ใช่ เมื่อขนาดฐาน ระดับการรับน้ำหนัก และเกรดโลหะผสมถูกจับคู่กับเตาเผาที่มีความต้องการมากที่สุดในกลุ่ม การออกแบบฟิกซ์เจอร์เดี่ยวสามารถรองรับ IPSEN, AICHELIN, SECO/WARWICK และแบรนด์ที่คล้ายกันได้
การเชื่อมหรือการหล่อจะดีกว่าสำหรับฟิกซ์เจอร์ใหม่หรือไม่?
โดยทั่วไปการหล่อเป็นที่นิยมสำหรับฟิกซ์เจอร์ที่ซับซ้อนและมีรอบสูง เนื่องจากจะหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมที่เน้นความเครียดจากความร้อน ฟิกซ์เจอร์แบบเชื่อมยังคงมีประโยชน์สำหรับความต้องการการสร้างต้นแบบปริมาณน้อยหรืออย่างรวดเร็ว