Atmosferas de processo em fornos a gás: alívio de tensões, normalização, recozimento e têmpera brilhante.
Os fornos a gás são responsáveis pela maioria dos processos de tratamento térmico em larga escala na indústria metalúrgica. Alívio de tensões em estruturas soldadas, normalização de peças forjadas, recozimento de peças fundidas e têmpera brilhante de peças pequenas são aplicações comuns, e o projeto do forno e o controle da atmosfera variam para cada uma delas. A seguir, apresentarei as principais aplicações do processo, o projeto típico do forno e os requisitos de atmosfera.
Alívio do estresse
O alívio de tensões é a aplicação mais comum em fornos a gás. O processo aquece um componente soldado ou usinado a uma temperatura entre 550 e 700 graus Celsius (dependendo da classe do aço), mantém essa temperatura por um tempo proporcional à espessura da seção e resfria lentamente. O objetivo é aliviar as tensões residuais provenientes da soldagem, usinagem ou trabalho a frio, sem alterar significativamente a microestrutura.
O forno padrão é um forno de soleira móvel ou um forno de soleira tipo chapéu, com tubos radiantes a gás ou queimadores de combustão direta. A atmosfera é tipicamente ar (para aço carbono) ou uma atmosfera ligeiramente oxidante. O tempo de ciclo é de 12 a 24 horas por carga, dependendo do tamanho da peça e da espessura da seção.
A exigência de uniformidade de temperatura é de mais ou menos 10 graus Celsius em toda a área de trabalho, com um sistema de controle de 3 a 5 zonas. A taxa de aquecimento é controlada entre 100 e 150 graus Celsius por hora para evitar fissuras por tensão térmica em seções espessas.
A MONTE INTELLIGENCE fornece fornos de soleira móvel e fornos de topo plano para aplicações de alívio de tensões nas indústrias de vasos de pressão, torres eólicas, construção naval e máquinas pesadas. A maior instalação processa cargas de 200 toneladas em uma câmara de 6 m de largura x 8 m de altura x 30 m de comprimento.
Normalizando
A normalização consiste em aquecer um componente forjado ou laminado a uma temperatura entre 850 e 950 graus Celsius, mantê-lo nessa temperatura por um tempo proporcional à espessura da seção e resfriá-lo ao ar parado. O objetivo é refinar a estrutura granular, melhorar a homogeneidade e produzir propriedades mecânicas consistentes.
O forno padrão é um forno de soleira móvel, com queimadores a gás e recuperação de calor. A atmosfera é tipicamente composta de ar ou uma atmosfera levemente oxidante. O tempo de ciclo é de 18 a 36 horas por carga, dependendo do tamanho da peça e da espessura da seção.
A taxa de resfriamento é crucial. As peças são normalmente resfriadas ao ar livre sobre o carrinho após o período de imersão, e o carrinho é então retirado do forno e levado para uma área de resfriamento. A taxa de resfriamento varia de 50 a 100 graus Celsius por hora, dependendo da espessura da seção.
A MONTE INTELLIGENCE fornece fornos de soleira móvel para aplicações de normalização nas indústrias de forjamento e fundição. Os fornos são projetados para cargas de 10 a 200 toneladas, com controle de 3 a 5 zonas e uniformidade de ± 5 a 10 graus Celsius.
Recozimento
O recozimento é um tratamento térmico mais suave que aquece um componente a 700 a 900 graus Celsius, mantém essa temperatura por um longo período e resfria lentamente no forno. O objetivo é amaciar o material, melhorar a ductilidade e aliviar tensões internas. O recozimento é comum em peças fundidas, aço laminado a frio e ligas de cobre.
O forno padrão é um forno de soleira móvel, tipo chapéu ou com fundo móvel, com queimadores a gás. A atmosfera é tipicamente ar para aço carbono e uma atmosfera protetora (nitrogênio ou argônio) para aço inoxidável e aço ferramenta. O tempo de ciclo é de 24 a 48 horas por carga, dependendo do tamanho da peça e da taxa de resfriamento.
Endurecimento brilhante
O endurecimento brilhante é um processo de têmpera que produz uma superfície limpa e livre de óxidos. O processo aquece um componente de aço até a temperatura de austenitização (840 a 880 graus Celsius, dependendo da classe), mantém essa temperatura por um tempo proporcional à seção transversal e realiza o resfriamento rápido em óleo ou polímero. A atmosfera é crucial: deve ser uma atmosfera protetora controlada que impeça a oxidação e a descarbonetação.
O forno padrão é um forno de esteira contínua ou um forno de soleira vibratória, com tubos radiantes a gás. A atmosfera é tipicamente composta por gás endotérmico com potencial de carbono controlado, ou uma atmosfera de nitrogênio-metanol para produção em menor volume. O consumo de atmosfera é de 5 a 15 metros cúbicos por hora em um forno de esteira típico.
O processo de têmpera é integrado ao forno. As peças saem da câmara de aquecimento e entram na câmara de têmpera em questão de segundos. A têmpera é feita com óleo para aços de alta temperabilidade e com polímero para aços de baixa temperabilidade. A temperatura e a agitação da têmpera são controladas para atingir a dureza desejada sem causar trincas.
A MONTE INTELLIGENCE fornece fornos de esteira para têmpera brilhante de fixadores, engrenagens pequenas e molas. Os fornos utilizam aquecimento por tubo radiante com atmosfera de gás endotérmico e integram o resfriamento e a lavagem em uma única linha contínua.
Brasagem
A brasagem une duas peças metálicas usando um metal de adição que derrete acima de 450 graus Celsius, mas abaixo do ponto de fusão dos metais base. Fornos a gás são comumente usados para brasagem de conjuntos de cobre, latão e aço.
O forno padrão é um forno de esteira, um forno de poço ou um forno de sino, dependendo da geometria da peça. A atmosfera é tipicamente composta de nitrogênio-hidrogênio para brasagem de cobre, nitrogênio com adição de flúor para brasagem de alumínio e ar para brasagem de prata (com revestimento de fluxo). O tempo de ciclo é de 30 a 90 minutos por carga, dependendo do tamanho da peça e da liga de brasagem.
A MONTE INTELLIGENCE fornece fornos de brasagem para trocadores de calor automotivos, componentes de HVAC e juntas de ferramentas. Os fornos utilizam controle preciso da atmosfera e uniformidade de temperatura para garantir uma brasagem de qualidade consistente.
Temperamento e envelhecimento
O revenimento e o envelhecimento são processos de baixa temperatura, entre 150 e 650 graus Celsius, dependendo da classe do aço e da dureza desejada. O processo é normalmente realizado em um forno de batelada a gás (tipo caixa ou com carroça) ou em um forno de esteira contínua.
A atmosfera utilizada é tipicamente ar para o aço carbono e uma atmosfera protetora (nitrogênio) para o aço liga e o aço inoxidável. O tempo de ciclo é de 4 a 12 horas por carga para fornos de lote e de 30 a 60 minutos para fornos contínuos.
Seleção do tipo de forno e da atmosfera
Para compradores que especificam um forno a gás, a escolha depende da geometria da peça, da receita do processo, da meta de produção e do requisito de acabamento superficial. O tipo de forno (soleira móvel, esteira transportadora, fossa, sino, viga móvel, etc.) e o sistema de atmosfera (ar, endotérmico, nitrogênio, argônio) são selecionados de acordo com a aplicação.
A equipe de engenharia da MONTE INTELLIGENCE pode analisar os requisitos da aplicação e recomendar uma configuração de forno com o tipo, capacidade, projeto de queimador e sistema de atmosfera adequados. O resultado é uma especificação do forno com garantias de desempenho.
Fale com a MONTE INTELLIGENCE sobre aplicações de fornos a gás.
Para compradores que consideram um forno a gás para um processo específico, a equipe de engenharia da MONTE INTELLIGENCE pode recomendar uma configuração que atenda às necessidades do processo, à capacidade de produção e ao acabamento superficial exigido. Visite [link para o site].www.cnlymonte.com/products-gas-furnace.html Para obter as especificações do produto, entre em contato conosco. Para discutirmos o seu projeto, envie um e-mail para helenxu@cnlymonte.com com o assunto "Aplicação em forno a gás" e detalhes sobre o seu processo, geometria da peça e meta de produção.
