Печи с вертикальной шахтой используются для диффузионного отжига алюминиевых сплавов и их последующей закалки быстрым охлаждением. В частности, при закалке тонкостенных алюминиевых деталей необходимо, чтобы с момента начала открывания двери и до полного погружения в закалочную ванну проходило не более 5 секунд. Эти строгие требования, как правило, удается выполнить только при использовании этой концепции печи. При этом печь с вертикальной шахтой установлена на опорной раме, так что закалочную ванну можно расположить прямо под печью. Для закалки под в горизонтальной плоскости перемещается в сторону, а корзина с деталями при помощи подъемного агрегата, встроенного в печь, опускается в закалочную ванну. Системы управления движением могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Широкий рабочий диапазон температур при использовании установок с печью с вертикальной шахтой позволяет в одной печи выполнять процесс полной закалки (T6), состоящий из диффузионного отжига, закалки и выдерживания при высоких температурах.

Варианты печей с вертикальной шахтой

• Печь с вертикальной шахтой и стационарной закалочной ванной — экономный и компактный вариант
• Печь с вертикальной шахтой с передвижной закалочной ванной, с площадкой для загрузки, в качестве опции с разгрузочным краном
• Установки, изготовленные по индивидуальным требованиям заказчиков, с несколькими печами, ваннами и площадками для автоматической обработки нескольких садок.

Подробная информация об установках

• Рабочий диапазон температур от 80  °C до 600  °C
• В качестве опции рабочая температура может быть увеличена до 650  °C
• Обогрев, как правило, электрический, в качестве альтернативы возможен прямой или непрямой газовый обогрев
• Воздушный поток в зависимости от габаритных условий геометрических характеристик садки может быть направлен горизонтально или вертикально
• Соблюдение соответствующих стандартов для авиационной и автомобильной промышленности, таких как AMS 2750 E, AMS 2770/2771 или в качестве опции CQI-9

Закалочные ванны, в которых в качестве среды используется вода или полимер, изготавливаются одностенными из нержавеющей стали и в стандартном исполнении оснащены системой циркуляции закалочной среды для эффективного отвода тепла из обрабатываемой детали. Температура и уровень заполнения контролируются. У всех ванн имеются подсоединения для подвода и отвода воды, а также теплообменник. По желанию заказчика закалочная ванна оснащается регулируемой системой нагрева для предварительного подогрева закалочной среды и/или теплообменником для охлаждения. Если необходимо постоянно поддерживать высокую температуру закалочной среды, рекомендуется изоляция с крышкой или без нее.

Установки управляются с помощью ПЛК Siemens. Комфортное управление обеспечивается программой для персонального компьютера Nabertherm Control Center. Кроме того, перемещения в ручном режиме могут выполняться при помощи мобильной панели оператора.

В зависимости от требований заказчика могут разрабатываться и изготавливаться установки по индивидуальным проектам.

При термической обработке стали печь отжига открывается при рабочих температурах, значительно превышающих 1000 °C. После открытия подъемной дверцы манипулятор перемещает садку в закалочную среду. После этого производится отпуск садки в камерной печи с циркуляцией воздуха. Решающей является высокая однородность температуры.

В качестве закалочной среды в ваннах используется масло или вода. В зависимости от сорта стали и требуемой скорости охлаждения может выполняться ускоренное охлаждение или закалка садки в воздушной закалочной камере.

В зависимости от требований к процессу используются решения с постепенным охлаждением. Для садок с небольшим весом может использоваться управляемая вручную установка для улучшения свойств стали, состоящая из печи отжига, закалочной ванны и ручного манипулятора. Для тяжелых грузов и высокой производительности используются полуавтоматические или полностью автоматические установки. Садка с помощью манипулятора загружается в горячей печи, в горячем состоянии извлекается из нее и перемещается в закалочную среду.

Заказчик должен задать время с момента открывания двери печи до полного перемещения в закалочную среду в соответствии с требованиями процесса. Сократить это время можно только за счет применения приводного манипулятора. Если время между открыванием печи и помещением в закалочную ванну некритично, как, например, при обработке тяжелых и толстостенных деталей, возможно использование печей с выдвижным подом. Тележка выдвигается из печи с помощью электрического привода, и имеющийся на предприятии кран снимает детали и помещает их в закалочную ванну.

Для длинных деталей и низких требований к скорости перемещения в закалочную среду подходят колпаковые печи. Колпак печи открывается при высокой температуре, после чего кран с С-образной траверсой на предприятии заказчика извлекает садку и помещает ее на закалку.

Конструктивные варианты печей отжига

• Камерная печь с радиационным обогревом и подъемной дверцей для загрузки с помощью манипулятора
• Печь с приводным выдвижным подом для загрузки с помощью крана при невысоких требованиях к скорости перемещения из печи в закалочную ванну
• Колпаковая печь для длинных деталей, как, например, прутковый материал, для загрузки с помощью крана и С-образной траверсы

Конструктивные варианты закалки

• Закалочные ванны, заполненные водой, маслом или полимером в качестве закалочной среды
• Станция охлаждения с мощным вентиляторным охлаждением для закалки воздухом

Альтернативные варианты для перемещения деталей

• Манипулятор с ручным приводом для ручных установок для улучшения свойств металлов
• Манипулятор с электрическим приводом для ручных установок для улучшения свойств металлов
• Передвигаемый по рельсам двухосевой манипулятор, полуавтоматический, для загрузки, извлечения и закалки садки в жидкой среде
• Передвигаемый по рельсам трехосевой манипулятор, полуавтоматический или полностью автоматический, для загрузки, извлечения, закалки и отпуска в печи с циркуляцией воздуха или передачи на место для хранения изделий