ВАКУУМНАЯ ПЕЧЬ: ШАГ ВПЕРЕД!

Вакуумная печь представляет собой герметичное нагревательное устройство, в полости которого создаётся вакуум, т.е. безвоздушное пространство. Печь предназначена для улучшения качества термической обработки материалов высокого качества и стоимости. Принцип работы вакуумной печи состоит в следующем. Перед началом термической обработки камера печи вместе с заготовками герметично закрывается, а вакуум-насос откачивает из неё воздух до требуемого уровня. Заготовки нагреваются до заданной температуры. После выдержки, охлаждения и завершения технологического процесса камера разгерметизируется, открывается, и термообработанные детали выгружаются.

«Идём в ногу со временем: вакуумная печь более прогрессивное оборудование, чем то, которое мы до сих пор использовали», – рассказывает главный специалист Технического управления Николай Бряконогов.

Потребность в покупке вакуумной печи возникла, когда завод стал изготавливать подшипники для космической отрасли, атомных станций, самолёто- и вертолётостроения из высоколегированной (быстрорежущей) стали (например, подшипники ЕТУ-100). Идея приобретения вакуумной печи пришла руководителю дирекции Александру Исааковичу Эльперину, когда возникли вопросы по термобработке подшипников из нержавеющих сталей. При изготовлении таких подшипников повысились требования к чистоте материалов, физическим и механическим характеристикам. «Первоначально задача стояла производить закалку нержавеющей стали и высоколегированной стали для колец ЕТУ-100. До этого мы могли проводить закалку стали для ЕТУ-100 в соляных ваннах поштучно с трудоемкой операцией устранения остатков соли, а теперь можем серийно закаливать в вакуумной печи», – комментирует Николай Бряконогов.

Преимущества использования вакуумной печи состоят в следующем. В результате вакуумной термообработки детали сохраняют геометрические размеры с минимальным короблением, что значительно облегчает их последующую механообработку. Эта технология также позволяет избежать окисления и обезуглероживания поверхностного слоя, изделия после термообработки не меняют цвет и не требуют дополнительной очистки. Кроме того, снижается нагрузка на окружающую среду и экономится электроэнергия.

Основной недостаток вакуумной печи – её высокая стоимость. Николай Бряконогов, занимаясь поиском оборудования, рассматривал печи производства Германии, Франции, России, но все они были очень дорогие. Летом 2018 года вакуумную печь FS2-65 приобрели в КНР. Также минусом печи является её небольшой объем: она вмещает 120 кг деталей. Но в этом и её плюс: без лишних энергозатрат небольшими партиями можно делать мелкосерийные детали.

Запустить печь получилось не сразу. После консультаций с китайскими специалистами оказалось, что всё дело в некоторых нюансах технологического процесса: не всё можно перенести с обычной печи на вакуумную. После проведённых испытаний технологического процесса специалисты Технического управления стали производить расчёты по-другому. Сейчас положительные результаты получены, технология отрабатывается на разных типах подшипников.

«Это, несомненно, шаг вперёд. До этого нержавеющую сталь делали на американской печи «ФЛЕКС-кейс», но печь работала на пределе сил», – комментирует главный инженер ЗАО «ВПЗ» Максим Тумаков. «Флекс-кейс» – камерная печь для химико-термической обработки. До покупки вакуумной печи всю нержавеющую сталь для изготовления подшипников ТУ-3706 делали на американской печи на пределах её возможностей, т.к. для закалки стали нужна температура больше 1000 градусов, что не предусмотрено техническими характеристиками оборудования.

Одновременно с освоением номенклатуры подшипников на вакуумной печи отрабатывается часть деталей и инструмента, которые производят в ШИПе. В штампо-инструментальном производстве закалка инструментальной стали выполняется в соляных ваннах охлаждения и нагрева. Технология термической обработки в ваннах сложна и небезопасна для термистов, хотя при соблюдении технологии обеспечивает должный уровень качества готового металлорежущего инструмента. Преимуществами вакуумной термической обработки по сравнению с соляными ваннами являются отсутствие загрязнения окружающей среды, повышение качества и снижение стоимости термической обработки. «У многих деталей получаем показатели намного лучше прежних, поэтому стойкость инструмента (пуансонов, матриц, оснастки для кузнечного цеха, сепараторного и шарикового производств и т.д.) будет больше», – рассказывает Николай Бряконогов. – И хотя большая часть номенклатуры деталей будет переведена на вакуумную печь, полностью выключить соляные ванны нельзя. При изготовлении штучного инструмента без соляных ванн не обойтись».

Со дня получения на вакуумной печи работает один и тот же человек – Кирилл Семев, термист термического цеха. Кирилл работал в Техническом управлении технологом, поэтому знает все технологические процессы, ему легко и просто работать. При освоении технологии Кирилл дал Техническому управлению свои предложения, которые использовали и получили качественную структуру металла после термической обработки. «Он очень наблюдательный работник. Он заметил особенности, которые отличают вакуумную печь от камерной. Благодаря ему мы быстро смогли разработать и освоить технологический процесс на подшипники по ТУ-4477», – отзывается о термисте Николай Бряконогов.

Кирилл Семев конечно отмечает преимущества новой печи. «Печь в управлении намного проще, чем «ФЛЕКС-кейс». Безопасность её выше. Есть несколько вопросов по механическому насосу и работе пневматики, но думаю, всё решим».

Запуск вакуумной печи на полную мощность позволит расширить номенклатуру и повысить качество выпускаемой продукции, обеспечит высокую конкурентоспособность продукции завода. Кроме этого, печь экологически безопасна. Программа для печи разрабатывается специалистом Технического управления и заводится в программное обеспечение печи. Термисту остаётся только нажать на кнопку пуска программы и дальше процесс закаливания и отпуска проходит без влияния человеческого фактора.

Конечно же, при эксплуатации печи ожидается экономический эффект. Ведь камерная печь «ФЛЕКС-кейс» по мощности забирает более 200 кВ, а вакуумная печь – 65 кВ. Соляные ванны в Штампо-инструментальном производстве тоже всегда находятся под напряжением. «Печь сама себя окупит только за счёт экономии электроэнергии», – утверждает Максим Тумаков.