Термообработка в соляных, бариевых и щелочных ваннах

Термообработка в соляных, бариевых и щелочных ваннах относится к специальным видам диффузионной термической и химико-термической обработки стальных деталей машин, различных групп инструментов, а также отливок в расплавленных жидких средах и ориентирована на улучшение качественных характеристик поверхности металлоизделий под отпуск, ступенчатую и изотермическую закалку, нормализацию.

Назначение соляных печей

Промежуточная температурно-временная обработка в соляных ваннах с низким, средним или высоким нагревом от 140 °С до 1300 °С предупреждает большинство негативных явлений горячей и холодной механообработки, в том числе появление «изломов», наклёпа и других деформаций, снимает напряжение после грубой обработки, позволяет выровнять исходную структуру, достичь лучшей вязкости и повышенного предела прочности для деталей, работающих на растяжение, сжатие или изгиб.

Расплавленная среда технических солей и щелочей даёт возможность эффективно работать со штамповыми и быстрорежущими сталями, поэтому оптимальна для обработки всех видов режущего инструмента, а также локальных участков концевых изделий – свёрл, метчиков, развёрток и т. д.

Преимущества температурной обработки в расплавах солей и щёлочи

Точный контроль температуры нагрева, минимизация деформаций, высокая защита от окисления, возможность локального воздействия – термическая и химико-термическая обработка стальных изделий в соляных ваннах во многом превосходит другие виды нагрева, поэтому широко используется по сей день.

• Форсированный равномерный прогрев, скорость которого в 4–5 раз выше, чем в пламенных и других печах, обусловлен высокой теплоотдачей и подвижностью соляных и щелочных расплавов; исключает возникновение разрушающего термического напряжения и сдерживает рост зерна при постобработке.
• Расплавленные соли предотвращают окисленность и обезуглероживание поверхностности нагреваемых стальных изделий, минимизируя риск коробления и образования окалин. Применение нейтральных, инертных солей и поддержание заданного углеродного потенциала предупреждают негативные химические изменения, включая остаточный налёт и пятна.
• Высокая охлаждающая способность расплавленной среды гарантирует металлопродукции из быстрорежущих, низколегированных и углеродистых сталей необходимую твёрдость, позволяет избежать трещин и т. н. «паровой рубашки».

Особенности процесса термообработки в расплавленных средах

В соляную печь-ванну загружают только сухие детали и приспособления с очищенной поверхностью – без следов краски, масел, алюминиевой пыли, ржавчины. Для термической и химико-термической обработки металлоизделий, а также очистки и промывки заготовок формируют индивидуальный состав среды на основе хлористых, углекислых, фтористых и других солей с высокими температурами плавления, малой летучестью, устойчивостью к разложению при нагреве и инертностью, а также гидроокисей и других материалов для защиты нагреваемых изделий от обезуглероживания.

На поверхности стального изделия, погружённого в заданную солевую среду, моментально формируется плотная корка. Постепенно растворяясь, она ускоряет теплоотдачу от расплава. Толщина и твёрдость кристаллического образования зависит от габаритов и начальной температуры изделия, и чем выше температура и теплоёмкость расплава, тем быстрее солевая оболочка «тает».

Чтобы достичь однородной микроструктуры и необходимых свойств металла, термист контролирует температурный режим в рабочем объёме соляной ванны и рассчитывает продолжительность цикла прогрева, опираясь на комплекс показателей – химический состав нагреваемой стали, плотность расплавленной среды, способ и глубину погружения изделия, его конфигурацию, соотношение массы соли к массе нагреваемого металла и другие данные.

Термическое производство на базе печей с соляными ваннами

Металлосервисное предприятие «Ионмет» располагает рядом печей с соляными электродными ваннами для термической обработки деталей с максимальными размерами: длина 500 мм х ширина 350 мм х глубина 450 мм.

Мы принимаем инструменты различного назначения, а также приспособления, инструментальные заготовки, получистовые детали и другие изделия для термической обработки в расплавленных соляных и щелочных средах.

• Отжиг в соляных ваннах закалённого инструмента, заготовок и готовых изделий для достижения однородной структуры и твёрдости по сечению.
• Нормализация в соляных ваннах заготовок, изделий и инструментов из углеродистых и низколегированных сталей с целью улучшения их обрабатываемости резанием либо коррекции структуры металла в случае повторной закалки.
• Высокий отпуск в соляной ванне заготовок из углеродистых и низколегированных сталей после нормализации с целью снижения твёрдости и улучшения обрабатываемости.
• Предварительный и финальный прогрев под закалку деталей и инструмента из быстрорежущих и других высоколегированных сталей.
• Предварительная термическая обработка закалённых и отпущенных сталей с целью предупреждения нафталинистого излома при вторичной закалке.
• Исправление в соляном расплаве микроструктуры заготовок: снижение твёрдости поверхности после сварки или горячей механической обработки.
• Светлая изотермическая закалка деталей из высоколегированных сталей с охлаждением в щелочной ванне и нагревом в расплавленных солях.
• Охлаждение в расплавах хлористых солей в рамках ступенчатой закалки изделий и инструмента.

В зависимости от целевого назначения ванны, а также условной толщины изделий осуществляется индивидуальный температурно-временной расчёт и подбор состава солей, щелочей и ректификаторов для предупреждения выгорания углерода. Эффективная защита от обезуглероживания включает в себя также контроль за насыщенностью солевого расплава при нагреве и образованием оксидов в ванне.