Индукционная печь для закалки металла

Самодельная индукционная печь для плавки металла своими руками: схема и видеоинструкция

Индукционная печь для закалки металла

Плавка металла методом индукции широко применяется в разных отраслях: металлургии, машиностроении, ювелирном деле. Простую печь индукционного типа для плавки металла в домашних условиях можно собрать своими руками.

Принцип действия

Нагрев и плавка металлов в индукционных печах происходят за счет внутреннего нагрева и изменения кристаллической решетки металла при прохождении через них высокочастотных вихревых токов. В основе этого процесса лежит явление резонанса, при котором вихревые токи имеют максимальное значение.

Чтобы вызвать протекание вихревых токов через расплавляемый металл, его помещают в зону действия электромагнитного поля индуктора — катушки. Она может иметь форму спирали, восьмерки или трилистника. Форма индуктора зависит от размеров и формы нагреваемой заготовки.

Катушка индуктора подключается к источнику переменного тока. В производственных плавильных печах используют токи промышленной частоты 50 Гц, для плавки небольших объемов металлов в ювелирном деле используют высокочастотные генераторы, как более эффективные.

Виды

Вихревые токи замыкаются по контуру, ограниченному магнитным полем индуктора. Поэтому нагрев токопроводящих элементов возможен как внутри катушки, так и с внешней ее стороны.

    Поэтому индукционные печи бывают двух типов:

  • канальные, в которых емкостью для плавки металлов являются каналы, расположенные вокруг индуктора, а внутри него расположен сердечник;
  • тигельные, в них используется специальная емкость — тигель, выполненный из жаропрочного материала, обычно съемный.

Канальная печь слишком габаритная и рассчитана на промышленные объемы плавки металлов. Её используют при выплавке чугуна, алюминия и других цветных металлов.
Тигельная печь довольно компактна, ей пользуются ювелиры, радиолюбители, такую печь можно собрать своими руками и применять в домашних условиях.

Устройство

    Самодельная печь для плавки металлов имеет довольно простую конструкцию и состоит из трех основных блоков, помещенных в общий корпус:

  • генератор переменного тока высокой частоты;
  • индуктор — спиралевидная обмотка из медной проволоки или трубки, выполненная своими руками;
  • тигель.

Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подключают к источнику тока. При протекании тока по обмотке вокруг нее возникает электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле возникают вихревые токи, направленные перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру внутри обмотки.

Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.

Достоинства индукционной печи:

  • быстрый и равномерный нагрев металла сразу после включения установки;
  • направленность нагрева — греется только металл, а не вся установка;
  • высокая скорость плавления и однородность расплава;
  • отсутствует испарение легирующих компонентов металла;
  • установка экологически чиста и безопасна.

В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть использован сварочный инвертор. Также можно собрать генератор по представленным ниже схемам своими руками.

Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Эта конструкция отличается простотой и безопасностью, так как все инверторы оборудованы внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в этом случае сводится к изготовлению своими руками индуктора.

Выполняют его обычно в форме спирали из медной тонкостенной трубки диаметром 8-10 мм. Ее сгибают по шаблону нужного диаметра, располагая витки на расстоянии 5-8 мм.

Количество витков — от 7 до 12, в зависимости от диаметра и характеристик инвертора.

Общее сопротивление индуктора должно быть таким, чтобы не вызывать перегрузки по току в инверторе, иначе он будет отключаться внутренней защитой.

Индуктор можно закрепить в корпусе из графита или текстолита и установить внутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки снизится. По этой же причине не рекомендуется располагать в зоне плавления посторонние предметы.

При работе от сварочного инвертора его корпус нужно обязательно заземлять! Розетка и проводка должны быть рассчитаны на потребляемый инвертором ток.

Индукционная печь на транзисторах: схема

Существует множество различных способов собрать индукционный нагреватель своими руками. Достаточно простая и проверенная схема печи для плавки металла представлена на рисунке:

    Чтобы собрать установку своими руками, понадобятся следующие детали и материалы:

  • два полевых транзистора типа IRFZ44V;
  • два диода UF4007 (можно также использовать UF4001);
  • резистор 470 Ом, 1 Вт (можно взять два последовательно соединенных по 0,5 Вт);
  • пленочные конденсаторы на 250 В: 3 штуки емкостью 1 мкФ; 4 штуки — 220 нФ; 1 штука — 470 нФ; 1 штука — 330 нФ;
  • медный обмоточный провод в эмалевой изоляции Ø1,2 мм;
  • медный обмоточный провод в эмалевой изоляции Ø2 мм;
  • два кольца от дросселей, снятых с компьютерного блока питания.

Последовательность сборки своими руками:

  • Полевые транзисторы устанавливают на радиаторы. Поскольку схема в процессе работы сильно греется, радиатор должны быть достаточно большими. Можно установить их и на один радиатор, но тогда нужно изолировать транзисторы от металла с помощью прокладок и шайб из резины и пластика. Распиновка полевых транзисторов приведена на рисунке.
  • Необходимо изготовить два дросселя. Для их изготовления медную проволоку диаметром 1,2 мм наматывают на кольца, снятые с блока питания любого компьютера. Эти кольца состоят их порошкового ферромагнитного железа. На них необходимо намотать от 7 до 15 витков проволоки, стараясь выдерживать расстояние между витками.
  • Собирают перечисленные выше конденсаторы в батарею общей емкостью 4,7 мкФ. Соединение конденсаторов — параллельное.
  • Выполняют обмотку индуктора из медной проволоки диаметром 2 мм. Наматывают на подходящий по диаметру тигля цилиндрический предмет 7-8 витков обмотки, оставляют достаточно длинные концы для подключения к схеме.
  • Соединяют элементы на плате в соответствии со схемой. В качестве источника питания используют аккумулятор на 12 В, 7,2 A/h. Потребляемый ток в режиме работы — около 10 А, емкости аккумулятора в этом случае хватит примерно на 40 минут.При необходимости изготовляют корпус печи из термостойкого материала, например, текстолита.Мощность устройства можно изменить, поменяв количество витков обмотки индуктора и их диаметр.

При продолжительной работе элементы нагревателя могут перегреваться! Для их охлаждения можно использовать вентилятор.

Индукционный нагреватель для плавки металла: видео

Индукционная печь на лампах

Более мощную индукционную печь для плавки металлов можно собрать своими руками на электронных лампах. Схема устройства приведена на рисунке.

Для генерации высокочастотного тока используются 4 лучевые лампы, соединенные параллельно. В качестве индуктора используется медная трубка диаметром 10 мм. Установка оснащена подстроечным конденсатором для регулировки мощности. Выдаваемая частота — 27,12 МГц.

Для сборки схемы необходимы:

  • 4 электронные лампы — тетрода, можно использовать 6L6, 6П3 или Г807;
  • 4 дросселя на 100…1000 мкГн;
  • 4 конденсатора на 0,01 мкФ;
  • неоновая лампа-индикатор;
  • подстроечный конденсатор.

Сборка устройства своими руками:

  1. Из медной трубки выполняют индуктор, сгибая ее в форме спирали. Диаметр витков — 8-15 см, расстояние между витками не менее 5 мм. Концы лудят для пайки к схеме. Диаметр индуктора должен быть больше диаметра помещаемого внутрь тигля на 10 мм.
  2. Размещают индуктор в корпусе. Его можно изготовить из термостойкого не проводящего ток материала, либо из металла, предусмотрев термо- и электроизоляцию от элементов схемы.
  3. Собирают каскады ламп по схеме с конденсаторами и дросселями. Каскады соединяют в параллель.
  4. Подключают неоновую лампу-индикатор — она будет сигнализировать о готовности схемы к работе. Лампу выводят на корпус установки.
  5. В схему включают подстроечный конденсатор переменной емкости, его ручку также выводят на корпус.

Охлаждение схемы

Промышленные плавильные установки оснащены системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения в домашних условиях потребует дополнительных затрат, сопоставимых по цене со стоимостью самой установки для плавки металла.

Выполнить воздушное охлаждение с помощью вентилятора можно при условии достаточно удаленного расположения вентилятора. В противном случае металлическая обмотка и другие элементы вентилятора будут служить дополнительным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит эффективность работы установки.

Элементы электронной и ламповой схемы также способны активно нагреваться. Для их охлаждения предусматривают теплоотводящие радиаторы.

Меры безопасности при работе

  • Основная опасность при работе с самодельной установкой — опасность получения ожогов от нагреваемых элементов установки и расплавленного металла.
  • Ламповая схема включает элементы с высоким напряжением, поэтому её нужно разместить в закрытом корпусе, исключив случайное прикосновение к элементам.
  • Электромагнитное поле способно воздействовать на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Поэтому перед работой лучше надеть одежду без металлических элементов, убрать из зоны действия сложные устройства: телефоны, цифровые камеры.

Не рекомендуется использовать установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами!

Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке.

Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — так можно добиться их максимальной эффективности.

Индукционные закалочные станки

Индукционная печь для закалки металла

Индукционные закалочные установки служат для закалки и отпуска разнообразных машиностроительных деталей.

Именно применение современных индукционных закалочных установок и закалочных трансформаторов выводят индукционную закалку на высочайший уровень современных технологий.

Придают деталям машин такие свойства как долговечность и надежность. Что так важно в конкурентной борьбе за клиента.

Индукционные закалочные установки производят закалку и отпуск валов, осей, коленчатых валов, распредвалов, кулачков, звездочек, шестерен, листов, направляющих, труб, подшипников, рулевых реек, втулок, гильз, зубчатых и крановых колес.

На индукционных закалочных установках доступна сплошная, непрерывная, непрерывно-последовательная (сканирующая) и импульсная закалка. При закалке шестерен – сплошная, импульсная, сканирующая по высоте, сканирующие и сплошные по впадине и по зубу.

Охлаждающая жидкость может подаваться через встроенный в индуктор спреер, а так же с помощью более эффективного, отдельного спреера. На специализированных установках для закалки шестерен и звездочек деталь после нагрева, вращаясь, окунается в закалочную жидкость.

Легкие детали передвигаются относительно неподвижного закалочного трансформатора. Закалка массивных деталей осуществляется перемещением закалочного трансформатора относительно неподвижной детали.

Преимущества индукционных закалочных установок:

  • Универсальность применения для широкой номенклатуры машиностроительных деталей.
  • Могут применяться как для закалки, так и для отпуска.
  • Высокая производительность закалки, до 1000 деталей в смену.
  • Высокая повторяемость параметров закалки.
  • Получение равномерного закаленного слоя по всей длине детали.
  • Автоматизация процессов закалки и холостого хода.
  • Быстрая и точная настройка параметров закалки, точность 0,1 мм.
  • Быстрый съем и установка, закаливаемых деталей.
  • Возможность быстрой замены ТВЧ установки для получения иной глубины закаленного слоя.
  • Плавная регулировка в широких пределах скорости закалки и холостого хода, а так же скорости вращения детали.
  • Возможность использования различных закалочных жидкостей, как правило, на основе воды с добавлением полимеров.

Состав индукционной закалочной установки:

  1. Индукционный закалочный станок:
    • Станина, направляющие и ограждение
    • Система управления
    • Система подачи и вращения заготовки
    • Система подачи закалочной жидкости
    • Система охлаждения закалочной жидкости
  2. Индукционная установка:
    • Индукционный транзисторный генератор или ТПЧ
    • Закалочный трансформатор
    • Индукторы и спрееры
    • Система охлаждения ТВЧ установки

Разновидности индукционных закалочных станков:

  • Горизонтальные, напоминающие токарные станки для закалки валов и труб.
  • Вертикальные: с неподвижным трансформатором и подвижной деталью, а так же с подвижным трансформатором и неподвижной деталью.
  • Специализированные для закалки: валов, осей, коленчатых валов, распредвалов, кулачков, звездочек, шестерен, листов, направляющих, труб, подшипников, рулевых реек, втулок, гильз, штоков, зубчатых и крановых колес.
  • Для закалки деталей разной длины и веса заготовки.
  • Для закалки одного вала или двух.
  • Индукционные закалочные станки с ЧПУ и упрощенные.
  • Станки для закалки и отпуска проволоки.
  • Станки для закалки и отпуска цепей.

ИНДУКЦИОННЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ СТАНКИ: ИЗС-500 И ИЗС-1000


Основные технические параметры

Параметр / значение ИЗС-500 ИЗС-1000
Максимальная длина детали для зажима, мм 500 1000
Макс. длина детали при переделке зажима, мм 1000 1500
Максимальная длина зоны закалки, мм 500 1000
Скорость вращения детали, об/мин 10-150 10-150
Максимальный вес детали, кг 80 100
Скорость подачи для закалки, мм/мин 6-200 6-200
Максимальный диаметр детали, мм 300 300
Точность позиционирования станка, мм 0,1 0,1
Общая мощность электродвигателей, кВт 3 3
Габариты станка, мм 1100х650х1450 1350х650х2100
Вес станка, кг 350 850

Особенности

  • Деталь перемещается вертикально вдоль индуктора.
  • Режим работы: ручной или автоматический.
  • Закалка непрерывно-последовательная (сканирующая), сплошная, импульсная, шестерни по зубу и впадине.
  • Охлаждение жидкостное, вода или раствор полимера.
  • Индукционная закалка валов, осей, штоков, дисков, зубчатых колес, звездочек, шестерен, втулок и гильз.
  • Комплектуется индукционной установкой необходимой мощности и частотного диапазона по запросу Заказчика.

Преимущества

  • Высококачественные линейные подшипники и точный шариковый винт.
  • Подъем и опускание детали балансируется с помощью цепной передачи.
  • Бесступенчатая регулировка скорости вращения шестерен главного вала.


Основные технические параметры

Параметр / значение ИЗС-ЧПУ-500 ИЗС-ЧПУ-1000
Максимальная длина детали для зажима, мм 500 1000
Максимальная длина зоны закалки, мм 500 1000
Скорость вращения детали, об/мин 10-150 10-150
Максимальный вес детали, кг 50 80
Скорость подачи для закалки, мм/мин 6-1500 6-1500
Максимальный диаметр детали, мм 300 500
Точность позиционирования станка, мм 0,1 0,1
Общая мощность электродвигателей, кВт 3 3
Габариты станка, мм 2050х800х1080 3100х1000х2500
Вес станка, кг 900 1500

Особенности

  • Деталь перемещается вертикально вдоль индуктора.
  • Режим работы: ручной или автоматический.
  • Закалка непрерывно-последовательная (сканирующая), сплошная, импульсная, шестерни по зубу и впадине.
  • Охлаждение жидкостное, вода или раствор полимера.
  • Индукционная закалка валов, осей, штоков, дисков, зубчатых колес, звездочек, шестерен, втулок и гильз.
  • Комплектуется индукционной установкой необходимой мощности и частотного диапазона по запросу Заказчика.

Преимущества

  • Числовое программное управление. Тачскрин – цветной русскоязычный дисплей. Высококачественные линейные подшипники и точный шариковый винт.
  • Подъем и опускание детали балансируется с помощью цепной передачи, есть противовес.
  • Бесступенчатая регулировка скорости вращения шестерен главного вала.

ТЯЖЕЛЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ЗАКАЛОЧНЫЙ СТАНОК: ИЗСТ-1500

Основные технические параметры

  • Количество рабочих мест: 1
  • Максимальная длина детали для зажима: 1500 мм
  • Максимальная длина закалки: 1500 мм
  • Скорость вращения заготовки: 10 -100 об/мин
  • Максимальный вес заготовки: 1000 кг
  • Скорость подачи для закалки: 6 – 100 мм / мин
  • Скорость холостого хода: 100 мм / мин
  • Максимальный диаметр заготовки: 500 мм
  • Точность позиционирования станка: 0.1 мм
  • Режим работы: автоматический или ручной
  • Общая мощность двигателей: 5,5 кВт
  • Вес машины: около 2100 кг
  • Габаритные размеры: длина 2000 × ширина 1500 × высота 2550 мм

Особенности

  • Закалочный трансформатор перемещается вертикально вдоль заготовки.
  • Режим работы: ручной или автоматический.
  • Закалка непрерывно-последовательная (сканирующая), сплошная, импульсная, шестерни по зубу и впадине.
  • Охлаждение жидкостное, вода или раствор полимера.
  • Индукционная закалка валов, осей, штоков, дисков, зубчатых колес, звездочек, шестерен, втулок и гильз.
  • Комплектуется индукционной установкой необходимой мощности и частотного диапазона по запросу Заказчика.

Преимущества

  • Высококачественные линейные подшипники и точный шариковый винт.
  • Подъем и опускание детали балансируется с помощью цепной передачи, есть противовес.
  • Бесступенчатая регулировка скорости вращения шестерен главного вала.

ИЗС-1000 с оперативным ЧПУ

ТО закалочного станка + индуктор с концентратором

Профессиональный ИЗС для звёздочек и шестерён

КЛАСС!!! Поверхностная закалка стальной плиты – индукционная

Линия закалки и отпуска цепей

Индукционные нагреватели своими руками – как сделать? Простая схема и инструкция

Индукционная печь для закалки металла

Индукционные нагреватели работают по принципу “получение тока из магнетизма”. В специальной катушке генерируется переменное магнитное поле высокой мощности, которое порождает вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

Замкнутым проводником в индукционных плитах является металлическая посуда, которая разогревается вихревыми электрическими токами. В общем, принцип работы таких приборов не сложен, и при наличии небольших познаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель своими руками не составит большого труда.

Самостоятельно могут быть изготовлены следующие приборы:

  1. Приборы для нагрева теплоносителя в котле отопления.
  2. Мини-печи для плавки металлов.
  3. Плиты для приготовления пищи.

Индукционная плита своими руками, должна быть изготовлена с соблюдением всех норм и правил для эксплуатации данных приборов. Если за пределы корпуса в боковых направлениях будет выделяться опасное для человека электромагнитное излучение, то использовать такой прибор категорически запрещается.

Кроме этого большая сложность при конструировании плиты заключается в подборе материала для основания варочной поверхности, которое должно удовлетворять следующим требованиям:

  1. Идеально проводить электромагнитное излучение.
  2. Не являться токопроводящим материалом.
  3. Выдерживать высокую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях используется дорогая керамика, при изготовлении в домашних условиях индукционной плиты, найти достойную альтернативу такому материалу – довольно сложно. Поэтому, для начала следует сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • паяльник;
  • припой;
  • текстолитовая плата.
  • мини-дрель.
  • радиоэлементы.
  • термопаста.
  • химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

  1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
  2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
  3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
  4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
  5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
  6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
  7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

  1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
  2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
  3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

Нюансы

  1. При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.

  2. Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт.

    Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.

  3. Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.

  4. В качестве теплообменника используется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками.

    При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.

  5. Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.

  6. Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
  7. Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.

  8. Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.

  9. Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
  10. Можно таким образом организовать “бесплатное” отопление дома, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
  11. Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Блиц-советы

  1. Эксплуатация самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда позволяет исключить распространение вредного для человека электромагнитного излучения, поэтому индукционный котёл следует устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованной сталью.

  2. Обязательно при работе с электричествомследует соблюдать правила техники безопасности, особенно это касается сетей переменного тока напряжением 220 В.

  3. В качестве экспериментаможно изготовить варочную поверхность для приготовления пищи по схеме указанной в статье, но эксплуатировать данный прибор постоянно не рекомендуется по причине несовершенства самостоятельного изготовления экранирования данного устройства, из-за этого возможно воздействие на организм человека вредного электромагнитного излучения, способного негативно сказаться на здоровье.

5,00, (оценок: 1) Загрузка…

Принципы изготовления печи для закалки металла своими руками

Индукционная печь для закалки металла

В современной промышленности редко используются детали, которые не прошли дополнительную термическую обработку, поскольку до неё у металла более низкая прочность. Чтобы провести термическую обработку, нужна печь для закалки металла. Если нет желания тратить деньги на промышленную модель, можно собрать самодельный аппарат для термической обработки.

Печь для закалки металла

Для чего нужно закаливание

Закалка представляет собой нагревание и последующее охлаждение металлической заготовки. После этих процессов перестраивается кристаллическая решётка материала. Увеличиваются его показатели прочности и твердости. Одновременно с этим снижается пластичность металла.

Когда термическая обработка закончена, готовое металлическое изделие становится твердым и хрупким, поскольку после нагревания в промышленных печах поверхностные слои металла обезуглероживаются. Детали не должны иметь малого припуска. Дополнительно защитить поверхность заготовок можно с помощью специальных газов, которые вводят в камеру печи при разогреве.

Методы закалки металла

Чтобы провести термическую обработку металла, обязательно нужна печь для закалки. В зависимости от того, какой сплав или однородный материал используется и какие конечные характеристики нужно получить, используют разные методы нагрева и охлаждения:

  • Ступенчатая обработка. Деталь разогревается в термической печи для закалки металла, затем опускается в охлаждающую жидкость. Выдерживается в ней до тех пор, пока не остынет вся заготовка. Далее деталь перемещают в другую охлаждающую жидкость, температура которой выше чем у первой. Так металл будет охлаждаться медленнее, а с заготовки снимется закалочное напряжение.
  • Изотермическая обработка. Изначально заготовка разогревается до закалочной температуры в печи. Далее мастер перемещает её в охлаждающую жидкость, разогретую до 200–300 градусов. Заготовка должна определённое время остыть в охладителе.

При разогревании металла в печи должна присутствовать защитная атмосфера. Если её нет, заготовку требуется упаковать в специальную тару, а сверху засыпать чугунной стружкой. Дополнительно тара обмазывается глиной, чтобы не допустить попадания воздуха внутрь.

Как работает муфельная печь

В продаже можно встретить различные муфельные печи для обжига, которые отличаются по конструкции, размеру и типу работы. Для термообработки металла используют промышленные модели. Их можно разогревать до 1750 градусов. Мастера металлургии не рекомендуют разогревать печи до большей температуры. В противном случае нагревательный элемент быстро выйдет из строя.

Принцип работы муфельной печи заключается в том, что заготовку помещают в муфель. Он разогревается до закалочной температуры, которая поддерживается на одном уровне определённое количество времени (в зависимости от используемого материала).

Устройство и схема

Печи для закалки металла — это простая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

  • Металлический корпус. Изготавливается из жаростойкого металла. Оптимальная толщина листов — 2 мм.
  • Теплоизоляция. Чтобы сделать теплоизоляционный слой, можно использовать шамотный кирпич. Если применяется другой материал, он должен выдерживать температуру не менее 1200 градусов.
  • Наружная изоляция. Для этого используется слой огнеупорного кирпича, который выкладывается за металлическим корпусом.
  • Нагревательный элемент. Он может работать на газу или от электричества. Для мастерской можно использовать газовую горелку. В электрических моделях используются специальные спирали, изготавливаемые из фехраля или нихрома. Нихром подходит лучше. Оптимальная толщина проволоки — 1 мм.

Чтобы управлять печью, устанавливается специальная панель, на которой расположены регуляторы температуры и термометр.

Этапы изготовления

Можно сделать муфельную печь своими руками в домашних условиях. До изготовления следует прочитать общую информацию об оборудовании для закалки, рассчитать габариты самодельного оборудование, подобрать место для его установки.

Муфельная печь

Необходимые инструменты

Перед тем как приступать к работе требуется подобрать материалы и инструменты. Расходные материалы для сборки:

  • Листовой металл для создания корпуса.
  • Шамотный кирпич для теплоизоляции.
  • Скрепляющая смесь, чтобы сделать кирпичную кладку. Для этого подойдёт огнеупорная глина, термостойкий клей для печей.
  • Нагревательный элемент.
  • Провода для подключения, регуляторы температуры, термометр.

Необходимые инструменты:

  • шпатель, кельма.
  • сварочный аппарат и электроды.
  • болгарка для разрезания кирпича и металлических листов.
  • защитные очки и перчатки.
  • электродрель.

Дополнительно может потребоваться ручной инструмент (молоток, отвертки). Перед началом работ важно проверить работоспособность электроинструментов.

Изготовление конструкции муфеля

Нужно выбрать форму камеры для нагревания металла. Из огнеупорного материала изготовить прямоугольный или многоугольный каркас. Для подрезки используется болгарка. Если используется нихромовая проволока, для нее нужно вырезать на кирпичах канавки. Находиться они должны внутри конструкции. Вырезать канавки можно болгаркой. Кирпичи соединяются термостойким клеем.

Муфель можно целиком изготовить из огнеупорной глины. Инструкция:

  • Изготавливается опалубка цилиндрической формы.
  • Глина замачивается на трое суток. Далее её заливают в опалубку.
  • Требуется подождать пока состав застынет.

Перед тем как пускать глиняный корпус в дело его требуется закалить в печи.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Готовый нагревательный элемент можно купить в строительном магазине. Далее с помощью тисков её нужно намотать так, чтобы получилось большое количество витков. После создания спиральной проволоки её нужно немного растянуть, чтобы между витками появилось пространство. Установка:

  • Спираль располагается в подготовленных заранее канавках.
  • Закрепляют её с помощью скоб из нихрома или раствором для кладки шамотного кирпича.
  • Выходы проволоки наружу закрываются керамическими крышками.

Внутри печи нужно промазать все оставшиеся щели и отверстия огнеупорным составом. Самодельное оборудование заземляется.

Нагревательный элемент

Работы по установке в муфель газовой горелки

Лучше приобрести покупную газовую горелку, чтобы избежать возможных ошибок при самостоятельной сборке. Закрепляется она над муфелем. Для этого используются хомуты или другие крепёжные элементы. Важно, чтобы на горелке присутствовал регулятор подачи газа.

Финальные работы

Когда муфель собран и нагревательный элемент установлен, требуется сварить металлический корпус из листового металла. Далее он одевается поверх муфеля, а свободное пространство заполняется слоем теплоизолирующего материала.

Правила эксплуатации

Важно знать сферы применения и принцип работы муфельной печи, чтобы не допускать ошибок во время эксплуатации. Нужно проверить все узлы соединений оборудования. Нельзя допускать утечек.

Следует убедиться в том, что корпус печи не имеет повреждений. Работать с раскалённым металлами нужно в защитных перчатках, очках и респираторе.

Заготовки вытаскиваются из камеры с помощью кузнечных щипцов.

Печь для закалки металла нужна, чтобы придать металлическим заготовкам высокие показатель прочности и твердости. Для этого не нужно покупать дорогое оборудования. Печь можно сделать самостоятельно и без серьёзных сложений.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах и обработке.

Печь для закалки металла (стали): вакуумная, ТВЧ, муфельная, термическая, индукционная

Индукционная печь для закалки металла

Печь для закалки металла – специальное оборудование, которое используется для термической обработки различных металлических сплавов и изделий. В качестве рабочей среды используется газ с инертными характеристиками, масло или вода. Оборудование отличается режимами нагрева и охлаждения, благодаря чему можно получить материал с необходимыми качествами и характеристиками.

Печи для закалки отличаются большим разнообразием – устройства имеют разную конфигурацию и принцип действия. Весь процесс закалки полностью автоматизирован, что позволяет получать изделия высочайшего качества с однородной закалкой.

Печь для закалки металла

Печь ТВЧ для закалки металла

Закалка представляет собой важную часть процесса по термообработке металлических изделий. Благодаря этому значительно увеличивается их прочность и период эксплуатации. Современные печи для закалки стали позволяют повысить качество обработки металла и увеличивают его устойчивость к разнообразным внешним воздействиям.

ТВЧ печи используют для закалки токи высокой частоты. Производители предлагают оборудование двух типов – станки и комплексы. Для больших объемов производств, в промышленных масштабах, следует использовать специальные комплексы, комплектация которых предполагает наличие всего необходимого для обеспечения правильности выполнения технологического процесса. Она включает в себя:

  • Установку индукционного типа.
  • Станок для закаливания.
  • Охлаждающий модуль.
  • Пульт управления с манипулятором.

Печь ТВЧ для закалки металла

При необходимости устройства комплектуются индукторами, которые имеют разные размеры, форму и используются для тщательной обработки изделий.

Печи для закалки ТВЧ отличаются высокой производительностью, с их помощью удается получить изделия высокого качества. Благодаря этому оборудование пользуется большим спросом – производители предлагают широкий ассортимент устройств, работающих на базе тока высокой частоты. Данные виды оборудования обладают такими преимуществами:

  • Высокое качество закалки, что обусловлено образованием тепла в металле и его равномерным распределением.
  • Компактные размеры позволяют размещать установки даже в помещениях и цехах с ограниченной площадью.
  • Процесс закалки занимает мало времени, что позволяет быстро наращивать объемы производства.
  • Экологическая чистота и безопасность эксплуатации оборудования в помещениях.
  • Наличие программного обеспечения гарантирует высокую точность процесса закаливания.

Печи ТВЧ – отличное решение для качественного закаливания различных металлов и сплавов.

Муфельная печь для закалки металла

Муфельная печь для закалки металла – оборудование, которое применяется для нагревания металла до необходимых значений температуры. Муфель предотвращает непосредственный контакт металла с газовой или топливной средой.

Конструкция муфельного оборудования для закаливания металлов довольно простая. Оборудование имеет корпус; внутренний слой, контактирующий с топочной поверхностью; внешний слой, предотвращающий потери тепла; устройство для нагрева рабочего пространства.

В качестве элемента нагрева в современном оборудовании используется керамический муфель, который обеспечивает нагревание до температуры 1150 градусов и более (в зависимости от конструкции модели).

Некоторые производители используют для изготовления муфеля волокнистые материалы, что позволяет увеличить скорость нагревания устройства.

Муфельная печь для закалки металла

Основной принцип работы муфельных печей заключается в устранении непосредственного излучения нагревательных элементов на образцы и материалы, которые подвергаются обработке повышенными температурами. Современные устройства разделяются на такие виды:

  • По типу нагревательного оборудования – газовые, электрические.
  • По типу защитного режима – воздушные, газовые, вакуумные.
  • В зависимости от конструктивных особенностей – вертикальные, горизонтальные, трубчатые, колпаковые.

При выборе муфельных печей для термообработки металлов необходимо учитывать размеры, вес и максимальный температурный режим устройств.

Закалка в вакуумной печи

Нагревание под закалку в вакуумной печи представляет собой классический метод улучшения качества изделий из стали. Использование современных технологий позволяет значительно уменьшить коробление поверхностей деталей. Это стало возможным благодаря использованию вакуумной среды в процессе закаливания изделий.

Основной принцип вакуумной закалки заключается в нагревании изделий выше критической температуры и последующем быстром охлаждении. Процесс состоит из двух стадий:

  • Нагревание в вакуумной среде.
  • Охлаждение методом подачи холодного газа при достижении установленного давления.

Закалка в вакуумной печи

В зависимости от поставленных задач и конфигурации оборудования используются различные газовые охлаждающие среды – аргон, водород, гелий, азот. Последний вариант наиболее предпочтительный ввиду его приемлемой стоимости и доступности.

Так называемый газовый тип охлаждения обладает целым рядом преимуществ: возможность изменения скорости охлаждения за счет смены скорости циркуляции среды газа, возможность использования для обработки широкого спектра материалов, использование для изготовления деталей сложной и неправильной формы.

Преимущество современных вакуумных печей заключается полной автоматизации всех процессов, что обеспечивает высокое качество работы. Процесс закаливания осуществляется в широком диапазоне давлений, что позволяет подобрать устройство с необходимой функциональностью и производительностью.

Многие зарубежные и отечественные производители предлагают современные модели с расширенными возможностями. При этом российское оборудование по своему качеству, надежности и безопасности не уступает импортным аналогам.

При необходимости найти комплектующие на оборудование, изготовленное в России, намного легче, что облегчает ремонт и профилактические работы.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.