Содержание

Введение…………………………………………………………………………2

Глава 1. Теоретический раздел

1.1 История возникновения термической обработки………………………..3

1.2.Термическая обработка ……………………………………..…………….3

1.3.Виды термической обработки……………………………………………..4

1.4. Структура муфельных печей………………………………………………6

Глава 2. Практический раздел

2.1. Классификация муфельных печей……………………………………….9

2.2. Техника безопасности…………………………………………………….15

Список литературы……………………………………………………………..16

ВВЕДЕНИЕ

Термическая обработка является одной из основных, наиболее важных операций общего технологического цикла обработки, от правильного выполнения которой зависит качество (механические и физико-химические свойства) изготовляемых изделий (детали машин, механизмы, различные металлические, керамические изделия, и др. ) и другой продукции.

Перспективным направлением совершенствования технологии термической обработки является интенсификация процессов на­грева, установка агрегатов для термической обработки в механи­ческих цехах, создание автоматических линий с включением в них процессов термической обработки, а также и разработка методов, обеспечивающих повышение прочностных свойств и эксплуатационных свойств деталей, их надежности и долговечности. Только изучив теорию и практику термической обработки, термист может успешно работать на современ­ных машиностроительных заводах и на других предприятиях, где требуются знания термообработки, успешно внедрять в техноло­гию термической обработки новейшие достижения науки и тех­ники, бороться за механизацию и автоматизацию технологических процессов.

Целью работы является рассмотрение муфельной печи как оборудование для реализации технологий художественной обработки материалов.

1Глава. Теоретический раздел.

1.1.История возникновения термической обработки

 Человек использует термическую обработку металлов и других материалов с древнейших времён. Ещё в эпохуЭнеолита, применяя холодную ковку  самородных золота и меди, первобытный человек столкнулся с явлением  Наклепа, которое затрудняло изготовление изделий с тонкими лезвиями и  острыми наконечниками, и для восстановления пластичности кузнец должен был  нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее ранние свидетельства о применении смягчающего Отжига наклёпанного металла относятсяк концу 5-го тысячелетия до н. э. Такой отжиг по времени появления был первой  операцией термической обработки металлов.

А в эпоху неолита стали изготавливать посуду из керамики, которая тоже не может существовать без термообработки. между 7000 и 4000 гг. до нашей эры, кочевые люди устали от вечных скитаний и перешли на оседлый образ жизни. Этот период стал началом посева зерновых, выращивания скота и изготовления первой посуды из керамики (от греч. keramos — глина).

Ее изобретение произвело настоящую революцию в жизни человека, обеспечивая ему доступ к герметическим емкостям, пригодных для хранения воды, и избавляя людей от необходимости постоянно находиться рядом с водными источниками.[4]

1.2.Термическая обработка

Термический -относящийся к применению тепловой энергии в технике, тепловой. [2]

Термическая обработка металлов- процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также схимическим, деформационным, магнитным и др.

Термическая обработка материалов протекает при высоких температурах.

Одной из основных агрегатов для нагрева материалов является муфельная печь. Муфельная печь — нагревательное устройство, предназначенное для нагрева разнообразных материалов до определенной температуры. Главной особенностью этой печи является наличие муфеля, защищающего обрабатываемый материал и являющегося главным рабочим пространством муфельной печи (муфель предохраняет материал или изделие от контакта с топливом и продуктами его сгорания, в том числе газами). [1]

Печи должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Обеспечивать высокую производительность при заданных

технологических условиях нагрева.

2. Минимальный удельный расход топлива.

3. Возможность изменения производительности и ассортимента нагреваемых изделий.

4. Наличие механизации загрузки и выгрузки изделий.

5. Простата и безопасность обслуживания и ремонта.

Термическая обработка металлов и сплавов в муфельной печи производится с целью улучшения их служебных свойств.

1.3.Виды термической обработки

Среди основных видов термической обработки в муфельных печах следует отметить:

• Отжиг (гомогенизация и нормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.  Рис.1 Муфельная печь

• Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

• Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.

• Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности

• Обжиг в муфельной печи - важная и завершающая стадия технологического процесса керамических изделий. Суммарные затраты на обжиг достигают 35...40 % себестоимости товарной продукции. При обжиге сырца образуется искусственный каменный материал, который в отличие от глины не размывается водой и обладает относительно высокой прочностью. Это объясняется физико-химическими процессами, происходящими в глине под влиянием повышенных температур. При нагреве сырых керамических изделий до 110°С удаляется свободная вода и керамическая масса становится непластичной.[3]

Муфельная печь предназначена для выполнения лабораторных аналитических работ (такие печи называют лабораторные муфельные печи); для выплавки и выжига восковых моделей из литейных форм, обжига литейных форм, термической и высокотемпературной обработки материалов и металлов в воздушной среде, обжига керамических изделий, прокаливания, отпуска и отжига изделий и материалов, плавки и пайки цветных металлов, изготовление ювелирных и сувенирных изделий.

1.4. Структура муфельных печей.

Муфельные печи используются при обработки разных материалов с разными механическими, физико-механическими, физическими свойствами. Поэтому печи классифицируются по:

-температурному рабочему диапазону на следующие типы: 1)муфельные печи умеренной температуры: 100°С—500°C; 2)муфельные печи средней температуры: 400°С—900°C; 3)муфельные печи высокой температуры: 400°С—1400°C; 4)муфельные печи сверхвысокой температуры: 400°С—1700°С (2000°C).

- конструкции: 1)печи вертикальной загрузки (горшковые); 2)печи колпаковые (с отделением от пода); 3)печи горизонтальной загрузки (простые); 4)печи Трубчатые (поверка термопар).

 -защитному режиму обработки: 1)воздушные: нагрев в воздушной среде (общее назначение); 2)с защитной газовой атмосферой: нагрев в специальной газовой среде (водород, аргон, гелий, азот, восстановительные газы, азотирующие газы и др.); 3)вакуумные: нагрев в вакууме.

Виды муфелей используемые в печах:

Керамический муфель используют для снижения перехода температур между температурой внутри муфеля и нагревателя, муфель изготавливается из керамики. Принцип работы керамического муфеля печи – высокий коэффициент теплопроводности и высокая плотность так же исключает осыпание внутренних стенок муфеля при возможных механических воздействиях на него. Эта отличительная особенность керамического муфеля не позволяет использовать скоростной режим термической обработки в муфельной печи (медленнее нагревается и остывает). И всё же электрическая муфельная печь с керамическим муфелем достаточно универсальна и используется в разных сферах производства и промышленности. Керамическое волокно - материал, не такой прочный как керамика, но обладающий многими полезными свойствами керамики и волокна. В первую очередь можно отметить быстрый нагрев камеры муфельной печи, при этом требуется меньшая мощность чем для электропечи с муфелем из керамики. Стойкость к химически агрессивным средам у данного муфеля средняя, он не так подвержен как волокно. Волокнистый муфель не так часто используется производителями, это объясняется тем, что волокно требует повышенной внимательности при работе так как этот материал легко расцарапать даже ногтём, обычно в стандартную комплектацию таких печей входят керамические плитки на которых размещают образцы при нагреве. Нагревательные элементы находящиеся внутри муфеля потребляют больше электричества чтобы разогреть камеру, так же при высокотемпературном нагреве образца может происходит выделение вредных веществ, образование газов, сгорания масла, что будет отрицательно влияет на волокнистый муфель и понижать срок его службы.

Процесс термической обработки изделий в муфельных печах проходит при высоких температурах, поэтому сама печь должна состоять из определенных материалов.

Материалы, предназначенные для производства муфельных печей: -конструкционные стали: мягкие стали общего назначения для конструкции теплоизолирующих кожухов, опор, дверц и др.  -огнеупорные материалы: высокоглиноземистые огнеупорные муфели, электроизоляция, дверцы и др. Вспененные огнеупорные засыпки для теплоизоляции печей.

Рис.2 Малогабаритная муфельная печь