1. Thế nào là thiêu kết
Thiêu kết là quá trình nén vật liệu để tạo thành một khối rắn bằng nhiệt hoặc áp suất mà không nung chảy nó đến điểm hóa lỏng.
Đang xem: Phần tử lọc lưới thiêu kết năm lớp là gì?
Khai thác chế biến quặng sắt
Thiêu kết xảy ra một cách tự nhiên trong mỏ khoáng sản hay là một quá trình sản xuất sử dụng kim loại đồ gốm chất dẻo và các vật liệu khác. Các nguyên tử trong các vật liệu khuếch tán qua ranh giới các hạt, dung hợp các hạt với nhau và tạo ra một mẫu rắn.
 |
Đến tận hôm nay tôi mới hiểu, tại sao bạn mình làm sếp còn tôi thì cứ mãi ở vị trí nhân viên |
 |
Người tính toán để 14 lần trúng xổ số độc đắc |
 |
Tại sao Tần Thủy Hoàng là vị vua duy nhất mặc áo long bào đen? |
2. Nguyên lý hoạt động
Bởi vì nhiệt độ thiêu kết không cần phải đạt đến nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, thiêu kết thường được chọn làm quá trình tạo hình cho các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cực kỳ cao như quá trình thiêu kết quặng vonfram và molybdenum. Một ví dụ về thiêu kết có thể quan sát được đó là khi các cục đá trong một ly nước dính vào nhau, gây ra bởi sự khác biệt nhiệt độ giữa nước và đá.
Ví dụ về thiêu kết do áp suất là sự nén các hạt tuyết rơi thành băng, hoặc sự hình thành một quả bóng tuyết bằng cách ép những hạt tuyết rời với nhau.
Thiêu kết có hiệu quả khi quá trình làm giảm độ rỗng và tăng cường các đặc tính như độ bền, độ dẫn điện, độ trong mờ and độ dẫn nhiệt, hơn nữa, thiêu kết có thể hữu dụng để tăng độ bền vật liệu trong khi giữ lại hằng số hấp thụ khí gas của nó như trong các bộ lọc hoặc chất xúc tác.
Trong quá trình đốt, sự khuếch tán phân tử khiến bề mặt các hạt bột bị tiêu đi theo từng bước, bắt đầu bằng việc hình thành vùng thắt cổ chai giữa các hạt và kết thúc với sự tiêu biến của các lỗ khí nhỏ ở cuối quá trình.
| Hé lộ sự thật về nơi chôn cất Tư Mã Ý: Không thể che giấu dù tìm đủ mọi kế tung hỏa mù | |
 |
Lí giải tại sao chữ “x” được dùng để ký hiệu ẩn số trong toán học |
| Phát hiện đột phá tại 'địa ngục' sâu 3.000 km của Trái Đất: Thứ quyết định sự tồn vong chính là đây! |
Công nghệ thiêu kết nóng chảy
Đối với các đặc tính như độ bền và độ dẫn, mối quan hệ giữa vùng liên kết và kích thước hạt là yếu tố quyết định. Các biến có thể được điều chỉnh đối với bất kỳ vật liệu nào là nhiệt độ và kích thước ban đầu của hạt, bởi vì áp suất hơi phụ thuộc vào nhiệt độ.
Sự kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng đối với quá trình thiêu kết, vì sự khuếch tán biên hạt và dung tích khuếch tán phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
Thiêu kết chân không là một trong những người hùng thầm lặng của luyện kim công nghiệp. Trong quá trình quan trọng này, vật liệu được nung nóng trong môi trường chân không cho đến khi chúng gần như nóng chảy. Khi nhiệt được áp dụng, các vật liệu trở nên nén chặt, tạo ra các vật liệu mới với các đặc tính hoàn toàn khác.
Cách đúng để thực hiện quá trình thiêu kết là gì ?
Điều đầu tiên đầu tiên: Tại sao sử dụng thiêu kết chân không?
Về cơ bản, thiêu kết chân không bao gồm hai thứ: lò chân không và sự kết hợp của các loại bột kim loại. Bằng cách sử dụng đúng cách và trộn thứ kia theo đúng tỷ lệ, một số đặc tính hữu ích có thể được phát huy.
Ví dụ, quá trình thiêu kết có thể tạo ra các hợp chất kim loại làm giảm tỷ lệ hư hỏng các bộ phận trong máy móc hoặc phương tiện. Và nó cũng rất hữu ích trong việc tạo ra các thành phần yêu cầu độ xốp cao – chẳng hạn như trong hệ thống ống nước hoặc các hệ thống liên quan đến ổ bi. Vì vậy, nếu bạn cần tăng cường một sản phẩm hoặc thay đổi độ xốp của nó, thiêu kết thường là lựa chọn tốt nhất hiện nay.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là quá trình thiêu kết thường không thể xảy ra trước khi một quá trình quan trọng khác diễn ra:
Debinding: Một sự chuẩn bị cần thiết cho quá trình thiêu kết
Debinding chuẩn bị vật liệu hoặc thành phần cho quá trình thiêu kết chân không, và nó cần phải được thực hiện kỹ lưỡng. Tất cả các thành phần sẽ có tạp chất, thường là kết quả của quá trình ép phun. Khi những tạp chất này còn lại trên bề mặt của thành phần, chúng có thể dễ dàng làm ô nhiễm quá trình liên kết.
Debinding đề cập đến việc loại bỏ “chất kết dính”, được lắng đọng trong quá trình sản xuất. Thực hiện kém, nó có thể dẫn đến phồng rộp bề mặt thành phần hoặc tạo ra các lỗ rỗng không thể loại bỏ trong giai đoạn thiêu kết.
Đó là lý do tại sao việc loại bỏ chất kết dính bằng dung môi được thực hiện như thế nào thực sự quan trọng. Quy trình chính xác được sử dụng hoàn toàn phụ thuộc vào loại chất kết dính hiện có. Nó có thể liên quan đến việc sử dụng các dung môi chuyên dụng nhưng hầu như luôn liên quan đến việc phân hủy các chất kết dính hữu cơ thông qua xử lý nhiệt, thường ở nhiệt độ 150-600 ° C (300-1110 ° F). Nhiều lần đi qua lò thường cần thiết để đảm bảo rằng tất cả chất kết dính đã được loại bỏ, và cần thận trọng vì ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể làm ô nhiễm giai đoạn thiêu kết.
Ở giai đoạn này, một cân nhắc quan trọng đi vào phương trình: Bạn có nên sử dụng cùng một lò chân không để thiêu kết và loại bỏ chất kết dính không ? Đây là một câu hỏi quan trọng vì nó ảnh hưởng đến chi phí của quá trình và khả năng thành công. Vì vậy, nó chắc chắn đáng xem xét chi tiết hơn.
Bạn có nên kết hợp lò thiêu kết và lò nung không?
Một số yếu tố có tác dụng khi đưa ra quyết định có nên kết hợp lò thiêu kết và loại bỏ chất kết dính của bạn hay không.
Đầu tiên, điều quan trọng là phải đưa sự mỏng manh của các thành phần của bạn vào cấu hình. Khi các thành phần trải qua quá trình gắn kết, việc tách các chất kết dính và nhiệt liên quan có thể khiến chúng trở nên yếu hơn và dễ bị vỡ hơn trước. Việc di chuyển nhiều bộ phận giữa các lò có thể dẫn đến tổn thất do các bộ phận này bị hỏng, làm cho một lò đơn lẻ có lợi hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là điều này thường có thể được giải quyết bằng cách áp dụng giai đoạn nung trước trong lò loại bỏ chất kết dính.
Xem thêm: Các kỹ thuật bóng đá cơ bản giúp bạn thi đấu tốt hơn, sự phát triễn kỹ thuật bóng đá
Đảm bảo một quy trình sạch cũng là điều hoàn toàn cần thiết. Không có giai đoạn nào bạn muốn các chất gây ô nhiễm tương tác với buồng thiêu kết. Vì vậy, về mặt của nó, thiêu kết và loại bỏ chất kết dính dường như mâu thuẫn với nhau. Debinding loại bỏ tạp chất, làm cho nó vốn dĩ “bẩn”, nhưng đó không phải là kết thúc của câu chuyện. Trong nhiều trường hợp, các chất kết dính bị loại bỏ có thể được tách riêng khỏi bột thiêu kết khi tuân thủ các quy trình thích hợp
Mối quan tâm về chi phí cũng quan trọng. Không phải tất cả các lãnh đạo doanh nghiệp đều có đủ khả năng để vận hành cả lò thiêu kết và lò nung, đặc biệt khi khối lượng vật liệu được xử lý tương đối thấp.
Thời gian cũng có tác dụng. Nói chung, quá trình thiêu kết nhanh hơn nhiều so với việc đóng băng, nhưng khoảng cách khác nhau tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng. Nếu khoảng cách này lớn, thì sẽ cần một lò loại bỏ chất kết dính lớn hơn nhiều để dây chuyền sản xuất có thể duy trì nhịp độ ổn định. Trong những trường hợp đó, có những lò nung riêng biệt có ý nghĩa.
Nhân lực cũng phải được xem xét. Trong các cơ sở sản xuất nhỏ hơn, việc kết hợp giữa lò thiêu kết và lò nung có thể cho phép các công ty sử dụng tốt nhất nguồn nhân lực của họ. Khi nhân viên không cần phải di chuyển các bộ phận xung quanh hoặc quản lý hai lò, họ có thể làm việc hiệu quả hơn nhiều.
Cuối cùng, vấn đề chi phí năng lượng. Trong nhiều trường hợp, việc kết hợp hai lò chân không dẫn đến tăng hiệu quả năng lượng, giảm chi phí. Nếu được thực hiện đúng cách, sẽ ít cần phải làm mát và làm nóng lò – nơi tiêu thụ năng lượng chính trong quá trình này.
Vì vậy, có những lập luận ủng hộ hoặc chống lại việc sử dụng lò nung kết và nung kết riêng biệt. Nói chung, nếu bạn có những yêu cầu khó khăn về loại bỏ chất kết dính hoặc bạn đặc biệt lo lắng về tính dễ vỡ của các thành phần, một lò nung riêng biệt sẽ được khuyến khích. Tuy nhiên, nếu những điều này không áp dụng, bạn có thể tiết kiệm chi phí và năng lượng bằng cách kết hợp các lò mà không làm giảm chất lượng của sản phẩm.
Tất nhiên, có một mặt khác của phương trình: các yêu cầu của giai đoạn thiêu kết. Hãy xem xét quy trình đó sâu hơn.
Chọn cấu hình hoàn hảo cho lò thiêu kết chân không
Ngoài cách nhiệt, cục nóng cũng cần được đưa vào cấu hình. Nói chung, điều quan trọng là phải nghĩ đến việc giữ cho khối lượng của vùng nóng ở mức thấp và tìm một hệ thống hoạt động ở dải nhiệt độ phù hợp, với chi phí vận hành thấp và hoạt động hiệu quả ở mức công suất cao nhất.
Về kích thước, tiết diện vuông đảm bảo dòng khí tối ưu qua cục nóng và cũng có xu hướng giảm chi phí khi so sánh với thể tích hữu ích. Bạn có thể linh hoạt ở đây, tùy thuộc vào những gì cần được xử lý. Tuy nhiên, nếu cần nhiệt độ rất cao, bạn sẽ có ít lựa chọn hơn. Trong những trường hợp này (trên 2000 ° C), một điện trở hình trụ lơ lửng được hỗ trợ bởi dòng cấp qua thường là lựa chọn duy nhất.
Phân phối dòng khí cũng là điều cần xem xét, và ở đây bạn có ba lựa chọn rộng rãi: phân phối dòng khí có hộp, không có hộp hoặc không có hộp phân phối nào cả.
Phân phối bằng hộp cho phép người vận hành kiểm soát tốt hơn các dòng khí. Giữ một áp suất cao hơn một chút bên ngoài hộp giúp ngăn chặn sự nhiễm bẩn vùng nhiệt do các sản phẩm đóng cặn. Bằng cách bơm khí trực tiếp vào hộp, người dùng có thể giữ cho khí chảy qua các thành phần thiêu kết càng tinh khiết càng tốt, dẫn đến ít hỏng hóc hơn và kết quả tinh khiết hơn. Đây có xu hướng là giải pháp tốt nhất cho các thiết lập mà việc ghi nợ và thiêu kết diễn ra trong cùng một lò.
Tuy nhiên, quá trình thiêu kết chân không cũng có thể diễn ra mà không cần hộp. Trong trường hợp này, sự phân phối khí có thể đạt được thông qua một loạt các điểm trong buồng, đảm bảo tính đồng nhất trong quá trình thiêu kết. Hệ thống này có xu hướng mở rộng thể tích có thể sử dụng của buồng và làm nóng và nguội nhanh hơn so với các phiên bản đóng hộp. Điều đó cũng có nghĩa là lò có thể được điều chỉnh cho các nhiệm vụ khác như ủ – một điểm cộng lớn cho các xưởng nhỏ hơn.
Cuối cùng, các hệ thống không có phân phối khí cũng tồn tại. Các hệ thống cơ bản này có thể được tạo ra bằng cách nâng cấp các lò nung thông thường nhưng không thích hợp cho các nhiệm vụ thiêu kết chuyên dụng cao cấp.
Chọn chiến lược tải tối ưu
Nếu bạn đã chọn hệ thống phân phối khí đóng hộp, thì việc nạp là điều cuối cùng cần nghĩ đến (nếu không, bạn đã sẵn sàng mua lò hoặc sắp xếp nâng cấp). Vấn đề chính ở đây là sử dụng hộp cố định hay hộp rời để giữ tải trong quá trình thiêu kết.
Như thường lệ, giải pháp phù hợp tùy thuộc vào nhu cầu của bạn. Hộp có thể tháo rời phù hợp với các hoạt động với chế độ một dòng và tải có thể được làm mát bằng khí tĩnh. Trong những trường hợp này, hộp có thể được gắn trên xe đẩy, giúp việc tháo dỡ trở nên đơn giản và an toàn.
Xem thêm: Rập là gì? thiết kế rập là gì? điều gì khiến rập trở nên quan trọng đến vậy
Trong các lò phức tạp hơn, nơi sử dụng nhiều dòng chảy, việc loại bỏ hộp có thể không thực tế. Trong những trường hợp này, các hộp cần phải được lắp với các giá có thể tháo rời, cho phép bạn tháo tải mà không làm ảnh hưởng đến hộp thiêu kết. Các giải pháp kết hợp cũng có sẵn với các khung đầu có thể tháo rời cắm vào các vỏ cố định, cung cấp một mặt bằng ở giữa. Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng các hệ thống kết hợp này có thể chiếm nhiều không gian hơn trong buồng với các ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và thể tích có thể sử dụng của nó, do đó, chúng không phổ biến.
Sử dụng loại bơm chân không nào cho lò thiêu kết ?
Edwards nhà sản xuất bơm hút chân không hàng đầu cho mọi lĩnh vực , một số dòng bơm chân không của Edwards sử dụng cho lò thiêu kết khô GXS , dòng bơm Piston …