تطبيقات أفران الحزام الشبكي: المثبتات، والزنبركات، والتلبيد، والتلدين اللامع
يُعد فرن الحزام الشبكي المتواصل من أكثر معدات المعالجة الحرارية تنوعًا في الصناعة. فهو يُنتج المثبتات بمعدل 1.5 طن في الساعة، والزنبركات بمعدل 0.8 طن في الساعة، ويُلبّد أجزاءً من مساحيق المعادن بمعدل 0.5 طن في الساعة، ويُجري عملية التلدين اللامع للقطع المعدنية المصبوبة من الفولاذ المقاوم للصدأ بمعدل 0.3 طن في الساعة. وتتزايد قائمة التطبيقات باستمرار مع اكتشاف المهندسين طرقًا جديدة لاستخدام مفهوم التدفق المتواصل. دعوني أستعرض لكم مجالات التطبيق الرئيسية، ووصفات العمليات، وما تعلمته شركة مونتي إنتليجنس من خلال العمل في هذه الصناعات.
تصنيع أدوات التثبيت
تُعدّ صناعة أدوات التثبيت أكبر مستخدم لأفران الحزام الشبكي على مستوى العالم. حيث تُمرّر البراغي والصواميل والمسامير والحلقات والقضبان الملولبة عبر هذه الأفران بشكل مستمر لتقويتها وتلطيفها. تتميز هذه الأفران بإنتاجية عالية، وأجزاء صغيرة الحجم، وعملية تصنيع مفهومة جيدًا.
يستخدم خط المعالجة الحرارية القياسي للمثبتات فرنًا حزاميًا بعرض يتراوح بين 600 و900 مم، مزودًا بست إلى ثماني مناطق. تُخضع الأجزاء لعملية الأوستنة عند درجة حرارة تتراوح بين 840 و880 درجة مئوية (بحسب نسبة الكربون)، ثم تُبرد سريعًا في الزيت أو البوليمر، وتُغسل، وتُخفف حراريًا عند درجة حرارة تتراوح بين 400 و600 درجة مئوية. يبلغ إجمالي زمن بقاء الأجزاء في الفرن من 45 إلى 75 دقيقة، وتتراوح الإنتاجية من 300 إلى 800 كيلوغرام في الساعة.
عادةً ما يكون الغلاف الجوي المستخدم غازًا ماصًا للحرارة لمثبتات الفولاذ الكربوني، ونيتروجين مع إضافة 1 إلى 2% من الغاز الطبيعي لمثبتات الفولاذ السبائكي. ويتم ضبط جهد الكربون عند القيمة المستهدفة لمنع إزالة الكربون. تتراوح صلابة السطح بين 38 و44 على مقياس روكويل C (HRC) لمثبتات الدرجة 8.8، وبين 33 و39 على مقياس روكويل C (HRC) لمثبتات الدرجة 10.9، وبين 36 و42 على مقياس روكويل C (HRC) لمثبتات الدرجة 12.9.
قامت شركة مونتي إنتليجنس بتوريد خطوط معالجة حرارية للمثبتات لعدد من مصنعي المثبتات في الصين والهند وجنوب شرق آسيا. وتنتج أكبر منشأة منها 1.5 طن في الساعة من مسامير M8 إلى M16 في فرن حزام بعرض 1200 مم.
تصنيع النوابض
تُعدّ النوابض من التطبيقات الرئيسية الأخرى لأفران الحزام الشبكي. تُحمّل النوابض على الحزام في طبقة واحدة، ثم تُخضع لعملية الأوستنة، والتبريد السريع، والتطبيع. تشبه هذه العملية المعالجة الحرارية للمثبتات، إلا أن متطلبات تجانس درجة الحرارة فيها أكثر دقة لأن النوابض أكثر حساسية لتفاوت الصلابة.
يستخدم خط المعالجة الحرارية القياسي للزنبركات فرنًا حزاميًا بعرض يتراوح بين 600 و900 مم، مزودًا بـ 7 إلى 9 مناطق. تُصنع الزنبركات عادةً من فولاذ الزنبركات من الدرجات 51CrV4 أو 60Si2Mn أو 55Cr3. تتراوح درجة حرارة الأوستنة بين 850 و880 درجة مئوية، ويتم التبريد السريع بالزيت، بينما تتراوح درجة حرارة التطبيع بين 400 و500 درجة مئوية. تتراوح الإنتاجية بين 200 و500 كجم في الساعة، وذلك حسب حجم الزنبرك وكثافة تحميل الحزام.
الجو عبارة عن غاز ماص للحرارة مع تحكم دقيق في جهد الكربون. يجب ألا تتجاوز نسبة إزالة الكربون من سطح النوابض 1%، وعادةً ما يتم ضبط جهد الكربون عند 0.05% فوق محتوى الكربون الاسمي للفولاذ للحفاظ على الكربون السطحي أثناء عملية الأوستنة.
تلبيد مساحيق المعادن
تُصنع أجزاء مساحيق المعادن بالتلبيد في أفران ذات حزام شبكي عند درجات حرارة تتراوح بين 1100 و1280 درجة مئوية. تعمل عملية التلبيد على ربط جزيئات مسحوق المعدن معًا لتشكيل جزء صلب، ويكون الجو المحيط عادةً خليطًا من الهيدروجين والنيتروجين أو الهيدروجين النقي لمنع الأكسدة.
يحتوي فرن التلبيد على 5 إلى 7 مناطق: منطقة الاحتراق (لإزالة مادة التشحيم المستخدمة في عملية الضغط)، ومنطقة التسخين المسبق، ومنطقة التلبيد بدرجة حرارة عالية، ومنطقة التبريد البطيء، ومنطقة التبريد النهائي. تُسخّن منطقة التسخين العالي بالغاز باستخدام أنابيب إشعاعية، وتُحدّد درجة الحرارة القصوى بمادة الأنبوب الإشعاعي (عادةً 1280 درجة مئوية لأنابيب كربيد السيليكون).
تتراوح الإنتاجية في فرن تلبيد ذي حزام بعرض 600 مم بين 100 و300 كجم في الساعة. أما أكبر أفران التلبيد في العالم، فيتراوح عرضها بين 900 و1200 مم، وتبلغ طاقتها الإنتاجية من 500 إلى 800 كجم في الساعة. تُزوّد شركة مونتي إنتليجنس أفران تلبيد لتصنيع أجزاء من سبائك المعادن الحديدية، وأجزاء من سبائك المعادن المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والمركبات المغناطيسية اللينة.
التلدين اللامع للفولاذ المقاوم للصدأ
تُخضع منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ، من قطع مصبوبة وأسلاك وأنابيب، لعملية تلدين لامعة في أفران ذات حزام شبكي عند درجات حرارة تتراوح بين 1050 و1150 درجة مئوية في جو غني بالهيدروجين. تُنتج هذه العملية سطحًا لامعًا خاليًا من الأكسيد، مما يجعله مناسبًا للتصنيع اللاحق دون الحاجة إلى التخليل.
يحتوي فرن التلدين الساطع على 5 إلى 7 مناطق مزودة بأنابيب إشعاعية تعمل بالغاز أو عناصر تسخين كهربائية. يتكون الغلاف الجوي عادةً من 25 إلى 75% هيدروجين في النيتروجين، مع نقطة ندى أقل من -40 درجة مئوية. تستخدم منطقة التبريد مروحة إعادة تدوير لتبريد الأجزاء الموجودة تحت الغلاف الجوي الواقي لمنع إعادة الأكسدة.
تتراوح الطاقة الإنتاجية لفرن التلدين اللامع بعرض 600 مم بين 50 و200 كيلوغرام في الساعة. يجب أن تكون القطع نظيفة وجافة قبل دخولها الفرن لمنع التلوث وظهور بقع الماء.
تطبيقات اللحام بالنحاس
تُجرى عمليات لحام النحاس للمجموعات الفولاذية، ولحام الألومنيوم للمبادلات الحرارية، ولحام الفضة لوصلات الأدوات، جميعها في أفران ذات حزام شبكي. تتراوح درجة حرارة اللحام عادةً بين 600 و700 درجة مئوية للحام النحاس، وبين 580 و620 درجة مئوية للحام الألومنيوم. ويُستخدم في هذه العمليات مزيج من النيتروجين والهيدروجين، أو النيتروجين النقي مع إضافة كمية ضئيلة من الفلور، وذلك في حالة لحام الألومنيوم.
يحتوي فرن اللحام على 5 إلى 7 مناطق مزودة بعناصر تسخين كهربائية. تُحمّل القطع على الحزام الناقل مع وضع معدن اللحام مسبقًا في الوصلة، ثم يقوم الفرن بصهر المعدن وترطيب أسطح الوصلة. تخرج القطع من الفرن وتُبرّد في الهواء لمنع الأكسدة.
تخفيف التوتر بواسطة الأجزاء الصغيرة
تُخضع الأجزاء الصغيرة المصنعة آلياً، والوصلات الملحومة، وأسلاك الزنبرك لعملية تخفيف الإجهاد في أفران ذات حزام شبكي عند درجات حرارة تتراوح بين 400 و700 درجة مئوية. وتكون دورة تخفيف الإجهاد أقصر من دورة التصليد، حيث تستغرق عادةً من 20 إلى 40 دقيقة، كما أن معدل الإنتاج أعلى.
يحتوي فرن تخفيف الإجهاد القياسي على 3 إلى 4 مناطق، ويعمل بمعدل يتراوح بين 500 و1500 كيلوغرام في الساعة. ويكون الغلاف الجوي عادةً من الهواء (للفولاذ الكربوني) أو النيتروجين (للفولاذ السبائكي). ويبلغ تجانس درجة الحرارة ±10 درجات مئوية، وهو أقل صرامة من مواصفات فرن التصليد.
الاختيار حسب الصناعة
بالنسبة للمشترين الذين يحددون فرنًا بحزام شبكي، يعتمد الاختيار على شكل القطعة، ووصفة العملية، ومعدل الإنتاج المستهدف، ومصدر الطاقة المتاح. يقوم فريق الهندسة في شركة مونتي إنتليجنس بمراجعة هذه المعايير مع المشتري، ويوصي بتكوين الفرن المناسب من حيث عرض الحزام، وطول التسخين، وعدد المناطق، ونظام الغلاف الجوي.
يزورwww.cnlymonte.com/products-mesh-belt-furnace.html للاطلاع على مواصفات المنتج ودراسات الحالة الصناعية، يُرجى التواصل عبر البريد الإلكتروني helenxu@cnlymonte.com مع كتابة "تطبيق حزام شبكي" في خانة الموضوع، وإرفاق تفاصيل حول هندسة القطعة، ووصفة العملية، ومعدل الإنتاج المستهدف.
