جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی کارگاه عملیات حرارتی جهت سخت کاری فولاد ، با اطلاعات کاملا به روز برای سال 1402 با فرمت Word و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ جواز تاسیس یا وام و تسهیلات بانکی ، این صفحه را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید . ضمنا در صورت تمایل میتوانید طرح توجیهی تیپ کارگاه عملیات حرارتی جهت سخت کاری فولاد را با فرمت pdf ، صرفا جهت مطالعه ، از انتهای همین صفحه دانلود نمایید .

در این مقاله اطلاعات فنی و ارزشمندی را درباره احداث کارگاه عملیات حرارتی جهت سخت کاری فولاد در اختیار شما کاربر گرامی وبسایت قرار می‌دهیم . این اطلاعات شامل آشنایی جامع با انواع کوره ها و فرایند حرارت دهی در آنها ، مساحت زمین و محوطه سازی و ساختمانهای مورد نیاز کارگاه عملیات حرارتی ، مواد اولیه مورد نیاز، یوتیلیتی و نیروی انسانی مورد نیاز یک کارگاه عملیات حرارتی می‌باشد.

پیشاپیش از بردباری شما در مطالعه این مقاله سپاسگزاریم  .

---

عملیات حرارتی روی فولاد چیست و به چه منظوری انجام میپذیرد ؟

---

عملیات حرارتی محدوده گسترده ای از فعالیت ها را شامل می شود که جهت سخت کاری فولاد صورت میپذیرد . فولادهای سخت شده دارای شکل های مختلف و کاربردهای متفاوت هستند و استانداردهای متفاوت برحسب کاربرد آنها تعریف شده است .

عمده ترین کاربرد این فولادهای سخت شده در صنایع نفت و گاز و فولاد ابزار و حتی در صنایع خودرو ، صنایع نظامی و غیره هست. شایان گفتن است که به دلیل خدماتی بودن ، عملیات حرارتی کد گمرک ندارد.

کد آیسیک عملیات حرارتی به قرار جدول زیر میباشد :

نوع فولاد حرارت دیده مورد بررسی در این مقاله و ظرفیت تولید آن :

در این طرح به عملیات سخت کاری فولادهای کاربردی پرداخته می شود و محاسبات برای یکی از کاربردی ترین فولادها در صنایع ایران که داخل کشور هم تولید می شود انجام می شود ، فولاد مورد نظر به 40M0 معروف هست. البته لازم به ذکر است عملیات سخت کاری اکثر فولادهای رایج هم به صورت مشابه با خط تولید در نظر گرفته شده قابل انجام هست.

با توجه به ابعاد کوره که به صورت Pit type لحاظ شده با قطر 800 میلی متر و عمق 1250 میلی متر قطعاتی با حجم حداکثر  0/65 مترمکعب داخل آن جا می شوند که تقریبأ وزن 500 کیلوگرم را می توانند داشته باشند.

اگر متوسط وزن داخل کوره ها را  350 کیلوگرم فرض کنیم با توجه به وجود چهار کوره در سال امکان سخت کاری 400 تن قطعه فراهم هست.

مواد اولیه مورد نیاز گارگاههای عملیات حرارتی :

با توجه به ماهیت کار نیاز به ماده خام احساس نمی شود چراکه هدف از احداث کارگاه ، انجام یک فرایند حرارتی روی محصولات بقیه صنایع است. درهرحال مقداری ناچیز از روغن حرارتی ، گاز بی اثر و ... در این فرایند مصرف میشود که در قسمت هزینه ها باید در نظر گرفته شود.

تاثیرات طرح احداث کارگاه عملیات حرارتی بر محیط زیست :

ایجاد حرارت و رساندن فولادها به دمای بالا انرژی برهست و باعث ایجاد دود می‌شود اما این دود آن قدر زیاد نیست که مشکل ساز شود همچنین گازهایی که عموما استفاده می‌شود گازهای موجود در هواست آرگون نیتروژن و دی اکسید کربن که باعث آلایندگی حادی نخواهد شد.

البته لازم به ذکر است که در صورتی که از شوینده های مناسب استفاده نشود آلودگی فاضلاب ایجاد شده زیاد است که نیاز به تصفیه دارد.

---

خلاصه مطالعات بازار فولاد حرارت دیده یا سخت کاری شده

---

با توجه به تحلیل های انجام شده درباره میزان تولید و کارخانه هایی که مجوز اخذ نموده اند اما هنوز به بهره برداری نرسیده اند ، و محاسبه اختلاف بین آنها به این نتیجه می رسیم که نیاز کنونی بازار کشور حداقل 320000 تن هست. از آنجا که ظرفیت کارخانه این طرح 400 تن هست لذا با قاطعیت می توان تضمین فروش محصولات را داد و مشکلی در بازاریابی وجود نخواهد داشت .

نمودار پیش بینی تقریبی تولیدات کارگاههای عملیات حرارتی تا سال 1404

جدول زمانبندی اجرای طرح احداث کارگاه عملیات حرارتی با ظرفیت 400 تن فولاد در سال :

---

ماشین آلات ، تجهیزات و تاسیسات مورد نیاز برای احداث کارگاه عملیات حرارتی برای سخت کاری 400 تن فولاد در سال

---

لیست ماشین آلات و تجهیزات کارگاه عملیات حرارتی با ظرفیت 400 تن فولاد در سال

• حمام کوینچ ( از شرکت متالوژ ، D1500 و 1500 )
• کوره سخت کاری ( از شرکت متالوژ ، 60 کیلووات ، 1000 درجه ، 800 لیتر )
• کوره تمپر ( 650 لیتر از شرکت متالوژ ، 20 کیلووات ، 600 درجه )
• جرثقیل سقفی ( از شرکت سپانو ، 3 تن ، پل 20 متر )
• جک پالت ( 3 تن ، مدل DBA30 )
• ابزارآلات متفرقه ( شامل سنگ فرز ، دریل ، قالب و ... )

لیست تاسیسات کارگاه عملیات حرارتی با ظرفیت 400 تن فولاد در سال

• تاسیسات برق رسانی : برق مورد نظر 240 کیلووات در نظر گرفته شده است
• تاسیسات آب رسانی : انشعاب 0/75 اینچ صنعتی لحاظ گردید
• تاسیسات سوخت رسانی : ظرفیت 160 مترمکعب لحاظ شده است
• وسایل سرمایش و گرمایش : چیلر حدود 250 تن تبرید مورد نیاز است
• کمپرسور هوای فشرده : محک 900 لیتری
• هزینه انتقال آب برق و گاز : انتقال مصرف کننده داخل کارخانه

مقدار مصرف آب و انرژی کارگاه عملیات حرارتی با ظرفیت 400 تن فولاد در سال

• آب مصرفی : 10000 مترمکعب در سال
• برق مصرفی : 1000000 کیلووات ساعت در سال
• گاز مصرفی : 300000 مترمکعب در سال
• بنزین : 3600 لیتر در سال

لوازم و تجهیزات آزمایشگاهی و کارگاهی مورد نیاز کارگاه عملیات حرارتی با ظرفیت 400 تن فولاد در سال

---

نیروی انسانی تولیدی و غیر تولیدی مورد نیاز کارگاه عملیات حرارتی برای سخت کاری 400 تن فولاد در سال

---

پرسنل اداری مورد نیاز عبارتند از :

• مدیر عامل : 1 نفر
• مدیر مالی و اداری : 1 نفر
• مدیر بازرگانی و فروش : 1 نفر
• کارمند اداری و مالی : 1 نفر
• مسئول تدارکات : 1 نفر
• نگهبانی : 2 نفر

 کارکنان تولید مورد نیاز عبارتند از :

• مدیر تولید : 1 نفر
• مدیر کنترل کیفیت : 1 نفر
• سرپرست انبار : 1 نفر
• سرپرست خط و نگهداری و تعمیرات : 1 نفر
• کارشناس کنترل کیفیت : 1 نفر
• کارگر ماهر : 5 نفر

حقوق سالانه 18 ماه محاسبه می‌شود ( 12 ماه حقوق و 2 ماه پاداش ، عیدی ، 1 ماه سنوات و 3 ماه بیمه سهم کارفرما )

---

آشنایی جامع با فولاد 40MO

---

فولادهای کم آلیاژ  40Mo که در استاندارد AISI به آنها فولاد 4140 هم گفته می شود ، در استاندارد DIN آلمان به نام فولاد 77225 معروف است. نام بهلری این فولاد نیز 140VCL است.

فولاد  40MO از آلیاژهای کروم نیکل است. این آلیاژ به دلیل وجود کروم ترد و شکننده است که برای پیشگیری از این خاصیت به آن نیکل اضافه می کنند. نکته قابل توجه در فولادهای 40Mo مقاومت آنها تا حرارت 500 تا 600 درجه سانتی گراد و مقاومت آنها در برابر سایش هست.

از کاربردهای فولاد 40MO میتوان به غلتک های صنایع سیمان و صنایع فولاد ، شاتون ، چرخ دنده ، محورهای خودرو ، دنده فرمان ، پیچ های مقاوم ، میله های اتصال ، زره آسیاب های گلوله ای مواد خام ، چکش آسیاب کلینگر ، ظروف تحت فشار ، سازه هواپیما و ... اشاره کرد.

فولاد آلیاژی 4140AISI در دمای  845 درجه سانتی گراد گرم می شود و پس ازآن کوئنچ می شود. قبل از سخت شدن ، با گرم کردن آن در 913 درجه سانتی گراد برای مدت زمان طولانی ، و خنک شدن در هوا نرمالیزه می شود.

فولاد آلیاژی 4140AISI بسته به میزان سختی مورد نظر می تواند در دمای  205 تا 649 درجه سانتی گراد ( 400 تا 1200 درجه فارنهایت ) تمپر شود.

در صورت تمپر کردن این آلیاژ در دمای پایین ، سختی آن افزایش می یابد. به عنوان مثال ، اگر در دمای 316 درجه سانتی گراد ( 600 درجه فارنهایت ) تمپر شود ، استحکام کششی آن 225 ksi میشود. در صورتی که اگر در دمای  538 درجه سانتی گراد (1000 درجه فارنهایت ) تمپر شود ، استحکام کششی 130 ksi را به دست می آورد.

فولاد آلیاژی  4140AISI در دمای  872 درجه سانتی گراد ( 1600 درجه فارنهایت ) و در ادامه با سرد شدن آهسته در کوره آنیل می شود.

فولاد آلیاژی  4040AISI نیز به دلیل وجود کروم ترد و شکننده است که برای پیشگیری از این خاصیت به آن نیکل اضافه می کنند. این فولاد بیشتر برای تولید قطعات صنعتی مانند چرخ های جرثقیل که در معرض ساییدگی هستند استفاده می شود. اما در شرایط کار ، مقاومت آن ها در برابر سایش پس از مدتی به دلیل سختی کم آن کاهش می یابد. با افزایش ساییدگی ، سایز قطعات کاهش یافته و برای اصلاح سطح نیاز به تعمیر دارند.

روکش کاری سخت ، نوعی روش جوشکاری سطحی مدرن است که در آن یک لایه تقریبأ ضخیم از فلز با فازهای سخت بین فلزی مانند کاربردها با استفاده از جوشکاری ، اسپری و سایر روش ها روی سطح اجزای صنعتی رسوب می گردد.

توجه به این نکته حائز اهمیت است که فولاد کم آلیاژ  40Moدر صنعت به صورت ( تمپر و کوئنچ ) یا ( نرماله و تمپر ) استفاده می شود. در این موارد، ریزساختار فولاد از مارتنزیت یا پیرلیت تشکیل شده است.

---

عملیات حرارتی روی فولاد دقیقا به چه منظوری صورت میپذیرد و چه تغییراتی در آن ایجاد میکند ؟

---

در طی عملیات حرارتی فولاد ، خواص فیزیکی ، شیمیایی و متالورژیکی فولاد طی فرآیندهایی خاص تغییر می یابد و از این فولاد برای مصارف مختلف استفاده می شود.

درواقع عملیات حرارتی فولاد به این منظور انجام می شود که خواص فیزیکی و شیمیایی قطعه فولادی به تعادل موردنظر برسد و قطعه مورد نظر برای کاربردی که مدنظر است بهترین کارایی ممکن را داشته باشد.

عملیات حرارتی فولاد انواع متفاوتی داشته که طی هرکدام از آنها ، فلزات و خواص آن تغییرات خاصی می کنند و برای مصارف مختلفی استفاده می شود. سختی و دیگر خواص مکانیکی بسیاری از فولادها و برخی فلزات غیر آهنی را می توان توسط عملیات حرارتی تغییر داد.

فولاد ، آلیاژی ساخته شده از آهن و کربن است. درصد جرمی کرین تعیین کننده قابلیت انجام عملیات حرارتی بر روی فولادها است. فولادهای کم کردن حاوی 0/03 تا  0/3درصد کربن ، فولادهای کربن - متوسط حاوی 0/35 تا  0/55 درصد کربن و فولادهای پر-کرین حاوی  0/6 تا  75 درصد کربن هستند ( چدن ها حاوی بیش از 2 %کربن هستند ).

هرچه کربن فولاد بیشتر باشد قابلیت سخت کاری آن بیشتر می شود. فولادهای کم کربن حاوی مقدار کافی برای سخت کاری مؤثر نیستند و باید از روش های دیگری برای افزایش سختی سطح آنها استفاده کرد.

فولادهای کربن - متوسط و پرکربن را می توان با روش های مناسب سخت کاری کامل کرد. ( سخت کاری کامل یا Hardlenning قرار  دارد ، عمق سخت کاری به میزان عناصر آلیاژی آن بستگی دارد. )

---

فرایند عملیات حرارتی های کامل (Through hardening )

---

عملیات حرارتی کامل شامل مراحل زیر میباشد :

1- کوئنچ کردن :

برای سخت کاری فولادهای کربن - متوسط یا پرکربن ، ابتدا قطعه را تا بیشتر از یک دمای بحرانی ( در حدود 760 درجه سلسیوس ) گرم کرده و اجازه می دهند برای رسیدن به تعادل مدتی در آن دما باقی بماند، و سپس به طور ناگهانی آن را به داخل حمامی از آب سرد یا روغن فرو می برند تا دمای قطعه به دمای محیط برسد.

این سرد کردن ناگهانی باعث ایجاد محلولی فوق اشباع به نام مارتنزیت می گردد که بسیار سخت هست. متأسفانه این فاز بسیار ترد و شکننده است. در حقیقت با افزایش سختی قطعه ، استحکام آن کاهش می یابد.

2- تمپر کردن :

پس از عملیات کوئنچینگ می توان قطعه را دوباره تا دمای کمتری گرم کرده ( در حدود 200 تا  700 درجه سلسیوس ) ، آن را Heat-Soak کرده ، و سپس آن را به آهستگی خنک کرد. این کار باعث می شود مقداری از مارتنزیت دوباره به فریت و سمنتیت تبدیل شود.

اگرچه این کار باعث کاهش سختی شده اما میزان داکتیلیته یا قابلیت شکل پذیری قطعه را تا حدودی بازگردانی می کند. با تغییر متغیرهای دما و زمان در این فرایند می توان انواع مختلفی از فولادها با خواص مختلف تولید کرد. یک مهندس مواد باتجربه می تواند از این طريق فولاد مورد نیاز کاربردهای مختلف را تولید کند.

3- آنیلینگ :

فرایندهای کوئنچ کردن و تمپر کردن را می توان توسط آنیلینگ بازگردانی کرد. قطعه تا دمای بحرانی گرم می شود ( مانند فرایند کوئنچ ) اما این بار اجازه داده می شود تا قطعه به آهستگی خنک شود. این کار باعث بازگردانی شرایط محلول و همچنین خواص مکانیکی قطعه قبل از عملیات سخت کاری می شود.

معمولا حتى اگر قطعه سخت کاری نشده باشد ، برای حذف تنش های ایجادشده در حین فرایند شکل دهی و ساخت قطعه آن را باز پخت می کنند. این کار باعث بازگشت قطعه به حالت « راحت » و بدون تنش می شود.

4- نرماله کردن :

نرمالیزه کردن شبیه به فرایند آنیلینگ هست با این تفاوت که زمان کمتری به آن حرارت داده شده و سریع تر خنک کاری می شود. این کار باعث ایجاد فولادی نسبتأ مستحکم تر و سخت تر از فولاد باز پخت کامل شده می گردد اما شرایط آن به فولاد تمپرشده نزدیک تر از فولاد آنیلینگ شده هست.

معمولا اگر نیازی به ساختاری کاملا یکپارچه در تمام نقاط قطعه نباشد به جای آنیلینگ کامل ( که طولانی تر بوده و نیاز به انرژی و درنتیجه هزینه بیشتری دارد ) ، از نرماله کردن استفاده میشود.

5- کروی کردن :

هدف از عملیات حرارتی کروی کردن فولاد ، افزایش قابلیت ماشین کاری و شکل پذیری قطعه فولادی است. فاز سمنتیت یا کاربید آهن (Fe3C) در طی این مرحله از حالت لایه مانند به حالت کروی تغییر شکل می دهد.

این امر به این خاطر است که نرم ترین حالتی که ساختار فولاد می تواند داشته باشد ، حالت کروی است. ساختار کروی درعین حال که نرم ترین حالت ساختاری فولاد است ، پایدارترین حالت نیز به حساب می آید. بنابراین قطعه فولادی که تحت عملیات کروی کردن قرارگرفته است، بسیار انعطاف پذیر خواهد بود.

برای کروی کردن قطعه فولادی عملیاتی را انجام می دهند که تحت آن ، ساختار پیوسته لایه های سمنتیت شکسته می شود و به صورت کروی درون زمینه رسوب می کنند. از جمله فواید عملیات حرارتی کروی کردن فولاد این است که فولاد کروی شده قابلیت شکل پذیری بالا و همچنین قابلیت ماشین کاری بالایی ( به خصوص در نوع پرکرین فولادها ) دارند.

همین طور ، کروی کردن فولاد باعث کاهش مصرف انرژی برای عملیات بعدی میشود.

6- عملیات آستمپرینگ:

یکی دیگر از عملیات حرارتی فولاد ، آستمپر کردن است. این عملیات برای کاهش تنش هایی استفاده میشود که در حین عملیات سخت کردن فولاد ایجاد شده اند.

هدف از عملیات حرارتی آستمپر کردن فولاد ، افزایش انعطاف پذیری و استحکام در برابر ضربه و همین طور ، کاهش یا حذف تنشهای داخلی ، تاب برداشتن ، تغییر شکل و ترک های حاصل از عملیات کوئینچ کردن است. عملیات حرارتی استمپر کردن شامل مراحل زیر است:

• فولاد را بسته به نوعی که دارد تا دمایی حدود 950-790 درجه سانتی گراد حرارت داده و آستنيته می کنند.
• آن را در حمام نمک مذاب با دمایی بین 400-260 درجه سانتی گراد ، سریع سرد می کنند.
• مدتی در این دما نگه می دارند.
• آن را در هوا تا رسیدن به دمای اتاق سرد می کنند.

7- عملیات مارتمپرینگ :

به عملیات مارتمپرینگ فولاد ، سریع سرد کردن غیر پیوسته یا مار کوئینچینگ هم می گویند. در طی این نوع از عملیات حرارتی ، فولاد را تا دمای آستینیته گرم می کنند و در مرحله بعد ، آن را به سرعت درون روغن داغ که دمای 175 درجه سانتی گراد دارد سرد می کنند.

باید توجه شود که به ازای هر  1سانتی متر ضخامت در قطعه ، قطعه فولادی باید حدود 2 تا 4 دقیقه درون روغن داغ قرار بگیرد تا تمامی قسمت های قطعه فولادی به طور یکنواخت خنک شود. سرد کردن قطعه فولادی در روش مارتمپر کردن باید به گونه ای باشد که مرکز قطعه و سطح آن به طور هم زمان سرد شوند. در مرحله آخر ، قطعه را تمپر می کنند.

---

فرایند عملیات حرارتی های سطحی (Case Hardenning)

---

عملیات حرارتی های سطحی شامل مراحل زیر میباشد :

1- کربن دهی سطحی :

در کربوریزه کردن با کربن دهی فولاد کم کربن در محیطی با گاز مونواکسید کربن یا در زیر زغال حرارت داده می شود ، که باعث جذب کربن توسط سطح می گردد.

در این روش ، لایه سطحی فولاد کم کرین را با استفاده از موادی که کربن دهی هستند، به طور سطحی کربن دهی و سخت می کنند. قطعه فولاد حاصله از این نوع از عملیات حرارتی به گونه ای است که سطحی سخت ولی حجم و درونی نرم دارد ، یعنی سطح قطعه فولادی از فولاد پرکربن است و درون آن از فولاد کم کربن تشکیل شده است .

عملیات حرارتی کربن دهی به پنج صورت زیر انجام می گیرد ؛

• کربن دهی جامد ( پودری )
• کربن دهی مایع ( کربن دهی در حمام نمک )
• کربن دهی گازی
• کربن دهی خلا
• کربن دهی پلاسما

2- نیتریده کردن :

نیتریده کردن یا نیتروژن دهی فولاد ، نوع دیگری از عملیات حرارتی فولاد بوده که طی آن، قطعات فولادی در محیط سرشارو غنی از نیتروژن تا دمای خاصی گرم می شوند و تا مدت معینی در این دما می مانند تا نیتروژن جذب کرده و سپس سرد می شوند.

نفوذ نیتروژن به فولاد باعث ایجاد لایه ای سخت خواهد شد و دیگر نیازی به سخت کاری نیست. نیتروژن دهی فولاد نیز مانند کربن دهی دارای انواع نیتروژن دهی جامد ، مایع ، گازی و پلاسمایی است.

---

آشنایی جامع با کوره ها و وسایل مورد نیاز عملیات حرارتی

---

با توجه به انواع مختلف فرایندهایی که در عملیات حرارتی صورت می گیرد که در بالا ذکر شد مهم ترین وسیله در انواع مختلف ، کوره هایی است که استفاده می شود . بسته به نوع فولاد و خواسته نهایی عملیات حرارتی ها می توانند متفاوت باشند اما در همه آنها کوره ها نقش اساسی بازی می کنند بنابراین در این قسمت به معرفی انواع کوره ها و وسایل موردنیاز پرداخته می شود.

آشنایی جامع با کوره های سخت کاری و کوینچ کردن :

این نوع کوره ها از نظر ساختار دارای اشکال مختلفی هستند . اما مشخصات کلی آنها مشابه هست . به عنوان مثال تمامی آنها باید به دمای آستنیت برسند . با توجه به تنوع کوره های سخت کاری ما سعی می کنیم پرکاربردترین آنها را معرفی کنیم. به طورکلی کوره های سخت کاری به دودسته تقسیم میشوند.

1. کوره هایی که تا ماکزیمم دمای حدود 1000 درجه سانتی گراد گرم می شوند.
2. کوره هایی که تا دمای حدود 1300 درجه سانتی گراد گرم می شوند.

مسلما بالا بودن دما تا حد  1300 درجه سانتی گراد نیاز به شرایط ویژه ای دارد که در ادامه توضیحات لازم در این زمینه بیان می شود.

---

آشنایی با کوره سخت کاری چندمنظوره

---

همان گونه که از اسم این کوره مشخص است ، این کوره برای سخت کاری فقط استفاده نمی شود . بلکه چندین وظیفه بر عهده دارد که یکی از اصلی ترین آنها عملیات سخت کاری است .

عملیات حرارتی قابل انجام توسط این کوره شامل : سخت کاری ، نرماله ، کربوره و نیتروره هست . این کوره قدرت گرم کردن کنترل شده را ندارد و درصورتی که بخواهیم در حین گرم شدن به آن پله های دمایی بدهیم باید این کار را دستی انجام دهیم.

مشخصات کوره سخت کاری چند منظوره :

1- دمای کاری 700 تا 1050 درجه سانتی گراد

2- اتمسفر کوره گاز اندومات ( اندومتریک )

3- سیستم گرم کننده گاز شهری یا برق :

در سیستم گرم کننده توسط گاز شهر گاز متان با یک نسبت مشخص با هوا در لوله هایی با انتهای بسته ( رادیان تیوب ) محترق شده و گرما از این لوله ها به دیواره داده شده و داخل کوره گرم می شود .

به عبارت ساده تر کوره دوجداره هست .یک جداره بیرونی فلزی و یک جداره داخلی آجرنسوز بین این دو آجر لوله های احتراق تعبیه شده است تعداد این لوله ها معمولا 8 عدد هست. که در هر طرف 4 عدد تعبیه شده است . البته با توجه به حجم محفظه داخلی کوره این تعداد می تواند کمتر و یا بیشتر باشد.

4- تعداد محفظه کوره سخت کاری چند منظوره :

این کوره دارای 2 محفظه سردکننده و گرم کننده هست. به عبارتی این کوره یک پیش محفظه دارد که به محفظه سردکننده معروف است.

این محفظه در قسمت ورودی کوره قرار دارد. و محل سرد کردن قطعه توسط فن یا روغن انجام می شود. این محفظه تک جداره و از جنس فولاد نسوز است .

محفظه اصلی که به محفظه گرم کننده معروف هست در قسمت دوم کوره قرار دارد و قطعات برای رسیدن به دمای آستنیته درآن محفظه قرار می گیرند. این محفظه دوجداره هست که در بین دوجداره لوله های احتراق قرار دارند . بین دو محفظه گرم کننده و سردکننده یک درب جداکننده قرار دارد که البته این درب ایزوله کننده دما و اتمسفر نیست.

5- سیستم گردش هوا :

فن

6- جنس دیواره بیرونی :

فولاد نسوز

7- دیواره داخلی :

آجرنسوز

8- سیستم کنترل دما :

کاملا اتوماتیک

9- دارای سیستم کنترل دمای روغن :

در مخزن روغن هیترهایی تعبیه شده است که می توانند دمای روغن را افزایش دهند. هنگامی که ما دمای موردنظر خود را معمولا بین 80-40 درجه سانتی گراد هست انتخاب کنیم ، هیترها مسئول افزایش دما می باشند. جنس این هیترها از فلزات و آلیاژهایی نظیر فولاد معمولی، فولاد زنگ نزن و یا صفحات نیکلی با روکش قلع می باشند.

10- محیط سردکننده :

این نوع کوره ها دارای دو نوع قدرت سردکنندگی می باشند:

الف – فن : در بالای محفظه سردکننده قرار دارد و اتمسفر داخل کوره را به آرامی حرکت می دهد. این نوع سرد کردن معمولا جهت نرماله کردن و یا سخت کردن قطعات با سختی پذیری بالا استفاده میشود.

ب – محفظه روغن : حجم محفظه با توجه به حجم کوره و درنتیجه حجم قطعات تعیین می شود . حجم محفظه روغن باید به گونه ای باشد که در اثر کوئنچ قطعات ، به راحتی دمای روغن تغییر نکند .

جهت کاهش دما، روغن داخل محفظه مرتبا از محفظه خارج شده و از یک لوله که در میان آن لوله های حامل آب وجود دارد عبور می کند و بدین ترتیب دمای روغن کاهش می یابد. در محفظه روغن پروانه و یا پمپ هایی قرار دارد که مسئول متلاطم کردن روغن و یکنواخت کردن دمای آن می باشند.

11- گازهای ورودی :

علاوه بر گاز اندومات ، گازهای دیگری نظیر متان، نیتروژن و دی اکسید کربن نیز بنا بر نیاز وارد کوره می شوند.

به عنوان مثال هنگامی که فولاد عملیات حرارتی شونده دارای درصد کربن بالاتر از 0/4 درصد باشد جهت جلوگیری از دکربوره شدن سطح در هنگام فرایند باید به همراه گاز اندومات ، گاز متان نیز وارد کوره کرد تا پتانسیل کربن کوره افزایش یافته و با درصد کربن فولاد تطابق داشته باشد.

از طرفی در عملیات کربوره و کریونیتروره نیز باید پتانسیل کرین کوره افزایش یابد. البته با ورود گاز دی اکسید کربن نیز می توان افزایش داد.

مقدار گاز متان ورودی به این کوره ، گاز نیتروژن هست .هنگامی که می خواهیم عملیات کربونیتروره انجام دهیم باید پتانسیل نیتروژن کوره افزایش یابد که با ورود نیتروژن این کار عملی می شود. سیستم و حجم هریک از این گازها می تواند دستی و یا اتوماتیک باشد.

12- سیستم کنترل پتانسیل کربن کورہ :

جهت کنترل پتانسیل کربن کوره معمولا در این کوره ها دو سیستم اتوماتیک و دستی وجود دارد. در سیستم اتوماتیک پتانسیل کربن کوره توسط یک آنالیز کننده گاز کوره اندازه گیری می شود.

در سیستم دستی یک نوار مخصوص از یک فولاد بسیار کم کربن که روی تجهیزات کوره موجود هست را در ابتدا وزن کرده و وزن آن را یادداشت می کنیم.

سپس این نوار یک هدایت شونده متصل شده و توسط یک سوراخ که معمولا در پشت کوره قرار دارد وارد محفظه گرم کننده می شود و به مدت زمان حدود چند دقیقه در محفظه باقی می ماند تا کربن به داخل سطح نفوذ کند.

زمان نگهداری در مشخصات فنی کوره ذکرشده است . پس از بیرون آوردن نوار فولادی از کوره دوباره آن را وزن کرده و از اختلاف وزن نوار به درصد کربن پی می برند.

13- مشعل خروجی کوره :

در این کوره یک مشعل جهت خروج گاز داخل کوره وجود دارد. در قسمت خروجی کوره این مشعل باعث می شود که هم گازهای خروجی بسوزند و هم از ورود هوا به داخل کوره جلوگیری به عمل آید .

درصورتی که مشعل به هر دلیلی خاموش شود ، جهت جلوگیری از ورود هوا به داخل کوره یک شیر یک طرفه پشت مشعل قرار دارد که باعث بسته شدن خروجی می شود. این کوره توان ارائه گراف عملیات دارد. جهت انجام هر یک از فرایندهای قابل انجام در این کوره مراحل زیر به ترتیب اجرا می شود.

14- قرارگیری قطعات در سبد :

قطعاتی که می خواهند عملیات حرارتی شوند با یک چیدمان صحیح در سبد قرار می گیرند. در چیدمان قطعات باید به این نکته توجه کرد که قطعات باید به گونه ای در سبد قرار گیرند که بزرگ ترین قطعه از نظر ابعادی در محلی قرار گیرد که در مرحله عملیات بتوان آن را از چشمی کوره به راحتی مشاهده کرد.

البته در یک عملیات مشابه باید قطعات ازنظر ضخامت در یک محدوده قرار گیرند تا همرنگی در یک زمان اتفاق بی افتد و زمان قرارگیری در آستنیت نیز یکسان باشد ، ولی در عمل قطعات تا حدودی ازنظر ضخامت با یکدیگر متفاوت هستند ولی سعی می شود که این تفاوت چشم گیر نباشد. پس از آن سبد توسط جرثقیل روی ترن قرار می گیرد.

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره سخت کاری و کوینچ چندمنظوره

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره سخت کاری و کوینچ چندمنظوره به شرح زیر میباشد :

1- قرارگیری سبد قطعات در مقابل درب کوره :

ترن حامل سبد قطعات به سمت کوره آمده و در مقابل کوره قرار می گیرد. جهت قرارگیری دقیق سبد در مقابل کوره از یک میکروسویچ که روی ریل نصب شده است کمک می گیرند.

هنگامی که سید کاملا در مقابل درب کوره قرار گرفت ، چرخ های ترن به این میکروسویچ برخورد کرده و حرکت ترن برای یک لحظه قطع می شود. در این لحظه سبد قطعات دقیقا در مقابل درب کوره قرارگرفته است.

2- باز کردن درب اصلی کورہ :

درب کوره معمولا به صورت عمودی به سمت بالا حرکت می کند. این سیستم می تواند به صورت هیدرولیک و یا مکانیکی باشد که معمولا این کار به راحتی توسط یک سیستم مکانیکی انجام می شود.

در هنگام باز شدن درب کوره به طور اتوماتیک مشعلی در ورودی روشن می شود که پس از باز شدن درب ، كل منطقه ورودی توسط شعله محافظت شود. با این کار اجازه ورود اتمسفر بیرون کوره به داخل کوره داده نمی شود.

3- ورود سبد حامل قطعات به داخل محفظه اولیه و بسته شدن درب :

سبد قطعات توسط ریل به داخل کوره هدایت شده و پس ازآن ترن به عقب حرکت کرده تا درب کوره بسته شود.

4- باز شدن درب میانی و ورود سبد به داخل محفظه اصلی :

پس از ورود سبد به داخل کوره و بسته شدن درب کوره ، چند لحظه صبر می کنیم تا هوای احتمالی محفظه از خروجی کوره خارج شود و در ادامه درب میانی ( درب محفظه گرم کننده ) بازشده و سبد قطعات به داخل محفظه اصلی هدایت شود.

پس از ورود سبد ، درب میانی نیز بسته می شود. سیستم باز و بسته شدن درب میانی معمولا به صورت کشویی و دوطرفه است. لازم به ذکر است که درب میانی ایزوله نیست.

5- ارائه برنامه مورد نظر :

در این مرحله دمای عملیات ، دمای روغن و مقدار و نوع گازهای ورودی به کوره داده شده و فرایند شروع می شود. لازم به ذکر است که برخی از کوره ها زمان را به صورت اتوماتیک و برنامه ریزی شده مدنظر قرار می دهند، ولی در بعضی کوره ها زمان توسط اپراتور گرفته می شود.

6- کنترل قطعات :

توسط یک چشمی که در قسمت عقب کوره قرار دارد ، مرتبأ داخل کوره دیده می شود. با این روش می توان همرنگ شدن قطعات را تشخیص داد. زمانی که قطعات و سید دیده نشود عملا می توان به این نتیجه رسید که قطعات به دمای کوره رسیده اند. و از این زمان به بعد می توان زمان قرارگیری در منطقه آستنیت را محاسبه کرد.

7- سرد کردن قطعات :

پس از پایان عملیات ، درب وسط بازشده و قطعات به محفظه سردکننده انتقال پیدا می کنند. در صورتی قطعات نیاز به کوئنچ روغن داشته باشند. سید به سمت پایین حرکت کرده و وارد محفظه روغن می شود و پس از اطمینان از انجام استحاله های موردنظر می توان قطعات را از روغن خارج کرد.

در این مرحله سید به سمت بالا حرکت کرده و در جای اصلی خود قرار می گیرد و در عمل قطعات مدتی در این قسمت قرار می گیرند تا روغن آن ها به داخل محفظه کوئنچ بریزد.

8- خروج قطعات از کوره :

با باز شدن درب اصلی به همراه ایجاد یک شعله درکل منطقه ورودی ، سبد قطعات توسط ترن به بیرون کشیده شده و در ادامه درب کوره بسته می شود. سپس قطعات در یک مکان مشخص جهت انجام عملیات بعدی قرار می گیرند.

فولادهای قابل عملیات در کوره سخت کاری و کوینچ چندمنظوره :

فولادهای کم کربن ، فولادهای کربن توسط ، فولادهای پرکربن ، فولاد زنگ نزن مارتنزیتی. قابل ذکر است که برای فولادهای با دمای آستنیته بیش از 1050 درجه سانتی گراد این کوره قابل استفاده نمی باشد.

---

آشنایی کامل با کوره سخت کاری خلاء

---

امروزه از این کوره ها برای سخت کاری قطعات حساس و با دمای آستنیته بالا مانند قطعات از جنس فولاد ابزار گرم کارو فولادهای ابزار تند بر استفاده می شود.

در محیط خلاء و یا به عبارت درست تر محیط کم فشار ، سطح قطعات از کربوره و اکسید شدن در امان می ماند و قطعات پس از عملیات حرارتی ، سطح بسیار تمیزی دارند. عملیات حرارتی های قابل انجام توسط این کوره شامل سخت کاری ، نرماله. و آنیل هست.

مشخصات کوره سخت کاری خلاء به شرح زیر میباشد :

الف ) دما حداکثر 1350 درجه سانتی گراد :

با توجه به اینکه سیستم گرمایش این کوره ها توسط تشعشع هست کار با این کوره ها در دمای پایین از دقت کمی برخوردار است و بیشترین کاربرد آنها برای استفاده در دماهای بالا هست.

ب ) اتمسفر کوره خلاء است :

فشار لازم جهت کار با این کوره ها در حدود 10 mmHg هست.

ج ) سیستم گرم کننده پارچه های گرافیتی است :

در این سیستم در محفظه گرم کننده پارچه های گرافیتی مشکی رنگی قرارگرفته است که توسط هیترهایی گرم می شوند. در اثر گرم شدن پارچه ها، این پارچه ها تغییر رنگ داده و قرمز می شوند. قطعات که در وسط این پارچه ها قرارگرفته اند توسط تشعشع گرم می شوند.

د ) تعداد محفظه :

این کوره دارای دو محفظه گرم کننده و سردکننده هست. به عبارتی این کوره یک پیش محفظه دارد که به محفظه سردکننده معروف است.

این محفظه در قسمت ورودی کوره قرار دارد و محل سرد کردن قطعه توسط فن و یا روغن هست. این محفظه تک جداره و از جنس فولاد نسوز هست.

محفظه اصلی که به محفظه گرم کننده معروف است در قسمت دوم کوره قرار دارد و قطعات برای رسیدن به دمای آستنیته در آن محفظه قرارمی گیرند .

در دیواره های این محفظه پارچه های گرافیتی نصب شده است و با گرم شدن این پارچه ها و ایجاد تشعشع ، قطعات درون محفظه گرم می شوند. بین دو محفظه گرم کننده و سردکننده یک درب جداکننده قرار دارد که البته این درب ایزوله کننده دما و اتمسفر نیست.

ذ ) سیستم گردش هوا:

فن

ر ) جنس جداره بیرونی :

فولاد نسوز

ز ) سیستم کنترل دما :

کاملا اتوماتیک

ن ) دارای سیستم کنترل دمای روغن :

در مخزن روغن هیترهایی تعبیه شده است که می توانند دمای روغن را افزایش دهند. هنگامی که ما دمای مورد نظر خود را که معمولا بین 40-80 درجه سانتی گراد هست انتخاب کنیم ، هیترها مسئول افزایش دما می باشند. جنس این هیترها از فلزات و آلیاژهایی نظیر فولاد معمولی ، فولاد زنگ نزن و یا صفحات نیکلی و با روکش قلع می باشند.

و ) محیط سرد کننده :

این کوره ها دارای دو نوع قدرت سردکنندگی می باشند:

• فن:

معمولا 2 یا 3 عدد فن در محفظه سردکننده قرار دارد در هنگام سرد کردن، با ورود گاز نیتروژن تصفیه شده به داخل کوره این فنها نیتروژن را در محیط به گردش درمی آورند و قطعات را خنک می کنند. با توجه به نوع فولاد ، شکل و سطح مقطع آن می توان سرعت های سرد کردن مختلف را انتخاب کرد.

• محفظه روغن :

حجم محفظه با توجه به حجم کوره و درنتیجه حجم قطعات تعیین می شود. حجم محفظه روغن باید به گونه ای باشد که در اثر کوئنچ قطعات ، به راحتی دمای روغن تغییر نکند .

جهت کاهش دما، روغن داخل محفظه مرتبا از محفظه خارج شده و از یک لوله که در میان آن لوله های حامل آب عبور می کند و بدین ترتیب دمای روغن کاهش می یابد.

در محفظه روغن پروانه و یا پمپ هایی قرار دارد که مسئول متلاطم کردن روغن و یکنواخت کردن دمای آن می باشند .

قابل ذکر است که روغن های خلاء دارای فشار بخار بسیار پایینی می باشند. این روغن ها دارای قدرت گرم شدن تا دمای 200 درجه را نیز دارند و برای عملیات استمپرینگ نیز قابل کاربرد هستند. درصورتی که بخواهیم قطعات را در روغن سرد کنیم دیگر نیازی به شکستن خلاء نمی باشد.

ی ) گازهای ورودی :

تنها گاز ورودی به این کوره نیتروژن تصفیه شده است. این گاز به 2 منظور استفاده می شود. اول اینکه جهت سرد کردن قطعات توسط فن ها این گاز مورداستفاده می گیرد که در بالا توضیحات آن داده شد.

دوم اینکه پس از پایان عملیات و شکستن خلاء کوره و باز شدن درب کوره درصورتی که نخواهیم قطعه در کوره قرار دهیم ، جهت حفظ و نگهداری پارچه های گرافیتی باید کوره همیشه تحت اتمسفر نیتروژن قرار داشته باشد. بدین منظور این گاز مورداستفاده قرار می گیرد.

این کوره قدرت گرم کنندگی بسیار فوق العاده ای دارد و از طرفی می توان به گونه ای به آن برنامه داد که با سرعت های مختلف گرم شده و در دما و زمان های مختلف توقف داشته باشد . از طرفی این کوره قدرت سرد شدن کاملا کنترل شده ای دارد. بنابراین برای عملیات آنیل نیز بسیار مناسب است.

این کوره توان ارائه گراف عملیات را دارد.

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره سخت کاری خلاء

---

جهت انجام هر یک از فرایندهای ذکرشده توسط این کوره مراحل زیر به ترتیب اجرا می شود.

1- قرارگیری قطعات در سبد:

قطعاتی که می خواهند عملیات حرارتی شوند با یک چیدمان صحیح در سبد قرار می گیرند . در چیدمان باید به این نکته توجه کرد که قطعات باید به گونه ای در سبد قرار گیرند که بزرگترین قطعه ازنظر ابعادی در محلی قرار گیرد که در مرحله عملیات بتوان آن را از چشمی کوره به راحتی مشاهده کرد .

البته در یک عملیات مشابه باید قطعات از نظر ضخامت در یک محدوده قرار گیرند. تا همرنگی در یک زمان اتفاق افتد. و زمان قرارگیری در آستنیت نیز یکسان باشد، ولی در عمل معمولا ضخامت ها باهم متفاوت هستند . اما باید سعی شود که این تفاوت چشم گیر نباشد .

از طرفی با توجه به اینکه عملیات گرم کردن در کوره خلاء توسط تشعشع انجام می گیرد ، هر قسمتی از قطعه که در معرض تشعشع نباشد افزایش دمای بسیار کمی دارد . بنابراین باید قطعات به گونه ای در سبد چیده شوند که روی یکدیگر سایه نیندازد. پس از آن در این سبد توسط جرثقیل روی ترن قرار می گیرد.

2- قرارگیری سبد قطعات در مقابل درب کوره :

ترن حامل سبد قطعات به سمت کوره حرکت کرده و در مقابل کوره قرار می گیرد. جهت قرارگیری دقیق سبد در مقابل کوره از یک میکروسویچ که روی ریل نصب شده است کمک می گیرند.

هنگامی که سید کاملا در مقابل درب کوره قرار گرفت ، چرخ های ترن به این میکروسویچ برخورد کرده و حرکت ترن برای یک لحظه قطع می شود. در این لحظه سبد قطعات دقیقا در مقابل درب کوره قرارگرفته است.

3- باز کردن درب اصلی کوره :

درب کوره معمولا به صورت افقی و توسط یک سیستم هیدرولیک و یا سیستم مکانیکی روی ریل هایی حرکت کرده و به سمت راست و یا چپ می رود . البته در برخی کوره ها درب به صورت لولایی باز و بسته می شود. ولی در کوره های بزرگ به دلیل سنگین بودن درب ، از همان سیستم بیان شده در بالا استفاده می شود.

4- ورود سبد حامل قطعات به داخل محفظه اولیه و بسته شدن درب:

سبد قطعات توسط ریل به داخل کوره هدایت شده و پس ازآن ترن به عقب حرکت کرده تا درب کوره بسته شود. پس از قرارگیری درب در جای خود ، توسط چند بست دوطرفه و به کمک پیچ و مهره درب به بدنه کوره محکم می شود.

قابل توجه است که در محل اتصال درب و بدنه کوره اورینگ های مخصوص خلاء و دمای بالا قرارداده شده است. که وظیفه آب بندی درب کوره را به عهده دارند. البته درب میانی در این موارد از گریس خلاء نیز استفاده می شود.

5- باز شدن درب میانی و ورود سبد به داخل محفظه اصلی :

پس از ورود سبد به داخل کوره و بسته شدن درب کوره ، درب میانی ( درب محفظه گرم کننده ) بازشده و سید قطعات به داخل محفظه اصلی هدایت می شود . پس از ورود سبد، درب میانی نیز بسته می شود. سیستم باز و بسته درب میانی معمولا به صورت کشویی و دوطرفه است . لازم به ذکر هست که درب میانی ایزوله نیست.

6- ارائه برنامه مورد نظر:

در این مرحله دمای عملیات، نوع محیط کوئنچ شامل فشار کوئنچ توسط فن نیتروژن یا دمای محفظه روغن و مقدارخلاء موردنیاز در سیستم کامپیوتری کوره واردشده و فرایند شروع می شود. در ابتدا عملیات پمپ خلاء شروع به کاهش فشار در کوره کرده و فشار کوره را به فشار موردنیاز می رساند. پس از رسیدن به خلاء موردنیاز ، فرایند آغاز می شود.

7- کنترل قطعات :

توسط یک چشمی که در قسمت عقب کوره قرار دارد ، مرتبأ داخل کوره دیده میشود. با این روش می توان همرنگ شدن قطعات را تشخیص داد . وقتی که قطعات و سبد دیده نشود عملا میتوان به این نتیجه رسید که قطعات به دمای کوره رسیده اند و از این زمان به بعد می توان زمان قرارگیری در منطقه آستنیت را محاسبه کرد.

8- سرد کردن قطعات :

پس از پایان عملیات ، درب وسط بازشده و قطعات به محفظه سردکننده انتقال پیدا می کنند . درصورتی که قطعات نیاز به کوئنچ روغن داشته باشند، سبد به سمت پایین حرکت کرده و وارد محفظه روغن می شود و پس از اطمینان از انجام استحاله های مورد نظر می توان قطعات را از روغن خارج کرد .

در این مرحله سید به سمت بالا حرکت کرده و درجای اصلی خود قرار می گیرد. در عمل مدت زمانی در این قسمت قرار می گیرند تا روغن آن ها به داخل محفظه کوئنچ بریزد. درصورتی که نیاز به کوئنچ توسط فن با فشار مورد نظر باشد، پس از قرارگیری در محفظه سردکننده فن کوره با فشار مورد نظر شروع به کار کرده و عمل سرد شدن را انجام می دهد.

9- خروج قطعات از کوره :

با باز شدن درب اصلی، سبد توسط ترن به بیرون کشیده شده و در ادامه درب کوره بسته می شود. قطعات در یک مکان مشخص جهت انجام عملیات بعدی قرار می گیرند.

---

آشنایی کامل با کوره تمپر

---

همان طور که از اسم این کوره مشخص است ، هدف اصلی در طراحی این کوره انجام عملیات تمپر هست. ولی با توجه به اینکه دامنه حرارتی فرایند تمپر و تنش زدایی بر یکدیگر تطابق دارند، از این کوره می توان برای عملیات تنش زدایی هم استفاده کرد.

در یک خط کوره حتما یک یا دو کوره تمپر در کنار یک کوره سخت کاری وجود دارد. زیرا تمامی قطعات سخت شده نیاز به عملیات تمپر دارند و با توجه به اینکه امکان طولانی بودن عملیات تمپر وجود دارد ، بنابراین در کنار هر کوره سخت کاری می تواند در کوره تمپر وجود داشته باشد.

مشخصات کوره تمپر به شرح زیر میباشد :

• دمای کاری : حداکثر 700 درجه سانتی گراد
• اتمسفرکورہ : گاز خنثی نیتروژن
• سیستم گرم کننده : برقی از نوع المنتی ، المنت های حرارتی در بین دوجداره فولاد نسوز این کوره قرارگرفته اند. زیرا درصورتی که المنت ها در محفظه اصلی قرار گیرند، امکان برخورد قطعات و یا سبد به این المنت ها وجود دارد و این باعث آسیب رساندن به المنت ها می شود. این کوره ها معمولا توسط برق 3 فاز کار می کنند.
• سیستم گردش هوا : فن
• سیستم کنترل دما : کاملا اتوماتیک
• گازهای ورودی : تنها گاز ورودی به این کوره نیتروژن هست. جهت جلوگیری از اکسیداسیون سطح قطعات در حین عملیات ، این گاز در کوره وارد می شود.

این کوره توان ارائه گراف عملیات را دارد.

مراحل فرایند در کوره های تمپر :

جهت انجام هر یک از فرایندهای تمپر و یا تنش زدایی در این کوره مراحل زیر به ترتیب اجرا می شود.

1- قرارگیری قطعات در سبد :

در عملیات تنش زدایی و یا تمپر نوع قرارگیری قطعات از اهمیت زیادی برخوردار نیست ، ولی سعی می شود قطعات به صورت ایستاده عملیات شوند.

2- قرارگیری سبد قطعات در مقابل درب کوره :

ترن حامل سبد قطعات به سمت کوره حرکت کرده و در مقابل کوره قرار می گیرد. جهت قرارگیری دقیق سبد در مقابل کوره از یک میکروسویچ که روی ریل نصب شده است کمک می گیرند. هنگامی که سبد کاملا در مقابل درب کوره قرار گرفت ، چرخ های ترن به این میکروسویچ برخورد کرده و حرکت ترن برای یک لحظه قطع می شود. در این لحظه سبد قطعات دقیقا در مقابل درب کوره قرارگرفته است.

3- باز کردن درب اصلی کورہ :

درب کوره به صورت افقی و یا عمودی و توسط یک سیستم هیدرولیک و یا یک سیستم مکانیکی باز می شود.

4- ورود سبد حامل قطعات به داخل محفظه و بسته شدن درب :

سبد قطعات توسط ریل به داخل کوره هدایت شده و پس ازآن ترن به عقب حرکت کرده تا درب کوره بسته شود. پس از بسته شدن درب کوره فرایند آغاز می شود.

5- ارائه برنامه موردنظر :

در این مرحله دما و زمان تنظیم شده و عملیات شروع می شود. عموما در این نوع کوره ها دمای قطعات به همراه کوره افزایش می یابد . البته در صورتی که دمای کوره از قبل بالا باشد نیز می توان قطعات را در کوره قرارداد. پس از رسیدن دما به دمای موردنظر ، زمان فرایند محاسبه می شود.

زمان لازم برای عملیات تمپر و یا تنش زدایی به ازای هر یک اینچ ضخامت 1 ساعت است و البته این زمان حداقل یک ساعت در نظر گرفته می شود . با بالا رفتن دما در حد 400 درجه سانتی گراد شیر ورود نیتروژن به صورت دستی و با فلوی دلخواه باز می شود. با توجه به حساسیت قطعات ما می توانیم مقدار نیتروژن ورودی به کوره را تنظیم کنیم.

6- سرد کردن قطعات :

با باز شدن درب ، سبد توسط ترن به بیرون کشیده شده و در ادامه درب کوره بسته می شود. قطعات در یک مکان مشخص جهت انجام عملیات بعدی قرار می گیرند.

---

آشنایی کامل با کوره نیتراسیون گازی

---

این کوره جهت انجام عملیات سطحی نیتراسیون و نیتروکربوراسیون استفاده می شود. با انجام هر یک از این عملیات می توان سطح قطعات را سخت کرده بدون اینکه مغز این قطعات از نظر خواص مکانیکی تغییری بکند.

مشخصات کوره نیتراسیون گازی به شرح زیر میباشد :

1- دمای کاری :

این دما حداکثر 700 درجه سانتی گراد میباشد .

2- اتمسفرکورہ :

با توجه به نوع عملیات ، اتمسفر کوره انتخاب می شود. در عملیات نیتراسیون گازهای نیتروژن و آمونیاک وارد کوره می شوند. با توجه به اینکه جهت انجام عملیات نیتراسیون فرایندهای مختلفی تعریف شده است بنابراین این نوع گازهای ورودی و درصد هر یک متغیر هست.

3- سیستم گرم کننده :

برقی از نوع المنتی المنت های حرارتی در دیواره های این کوره قرارگرفته اند زیرا در صورتی که المنت ها در محفظه اصلی قرار گیرند، امکان برخورد قطعات و یا سبد به این المنت وجود دارد و این باعث آسیب رساندن به المنت ها می شود. این کوره ها محتملا توسط برق 3 فاز کار می کنند.

4- تعداد محفظه :

دارای دو محفظه میباشد .

1. محفظه عملیات : در این محفظه که از جنس فولاد نسوز هست، فیکسچر به همراه قطعات قرار داده میشود.
2. محفظه گرم کننده : این محفظه که به صورت ثابت در زمین تعبیه شده، حاوی المنت هایی در دیواره هست. محفظه اصلی حاوی قطعات در آن قرارگرفته و فرایند انجام میشود.

5- سیستم گردش هوا :

فن

6- سیستم کنترل دما :

سیستم کنترل دما در این کوره کاملا اتوماتیک بوده و به همراه 3 عدد توموکوپل میباشد .این کوره دارای دو محفظه اضافی جهت آماده کردن شارژ بعدی هست.

7- سیستم تجزیه کننده :

توسط این سیستم می توان درصد تجزیه آمونیاک و نیتروژن و هیدروژن را اندازه گیری کرد. در این روش با استفاده از یک بورت تفکیکی و قرارگیری آن در قسمت خروجی کوره ، گازهای خروجی مجبور به عبور از این بورت شده و باید از یک ستون آب با حجم مشخص عبور کنند.

در این صورت نیتروژن و هیدروژن در آب حل نشده و از خروجی بورت خارج می شوند ولی گاز آمونیاک تجزیه نشده موجود در گاز خروجی و درنتیجه درجه تفکیکی گاز آمونیاک اندازه گیری می شود.

8- جنس دیواره بیرونی محفظه حاوی قطعات :

فولاد نسوز

9- محیط سردکننده :

قطعات عملیات شده در این کوره در داخل محفظه کوره و توسط گردش آرام نیتروژن روی آنها سرد می شوند.

10- فرایندهای قابل انجام در این کوره :

این کوره قابلیت انجام فرایندهای نیتراسیون - نیتروکربوراسیون - و آنیل را دارد. همچنین این کوره توان ارائه گراف عملیات را دارد.

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره نیتراسیون گازی

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره نیتراسیون گازی به شرح زیر میباشد :

1- قرارگیری قطعات در فیکسچر مناسب :

قطعاتی که می خواهند عملیات نیتروره و یا نیتروکربوره شوند در فیکسچر مناسبی قرار می گیرند. قطعات باید به گونه ای در فیکسجر مناسب قرار داده شوند که سطح آنها با یکدیگر تماس نداشته باشند.

2- قرارگیری فیکسچر در محفظه کوره :

فیکسچر توسط جرثقیل سقفی به درون محفظه عملیات وارد شد و درب محفظه بسته می شود. سپس محفظه توسط جرثقیل سقفی به درون محفظه گرم کننده می رود و پس از آن ورودی های موردنظر به درب متصل می شود.

3- تخلیه هوای داخل محفظه توسط گاز نیتروژن :

دبی تخلیه حدودا 10 تا 12 متر کعب بر ساعت است.

پس از رسید دما به حدود 350 درجه سانتی گراد ، ابتدا گاز N توسط گاز NH با دبی 3 مترمکعب در ساعت از محفظه خارج و پس ازآن دبی آمونیاک تنظیم می گردد.

پس از رسیدن دمای کوره به دمای عملیات که معمولا در محدوده 600-500 درجه سانتی گراد است درصورتی که عملیات مانیترکربوره است باید گاز دی اکسید کربن را با دبی موردنظر وارد کوره کرد.

در پایان زمان عملیات ، گاز N با دبی 12 مترمکعب بر ساعت به مدت 20 تا 30 دقیقه وارد کوره می شود تا از خروج گازهای NH و2Co از محفظه اطمینان حاصل شود.

4- انتقال محفظه به قسمت سردکننده :

این کوره ها به طورکلی دارای دو محفظه تعبیه شده در زمین می باشند که یکی از محفظه ها به عنوان محفظه گرم کننده و محفظه دیگر جهت سرد کردن قطعات استفاده می شود . پس از انجام عملیات ، محفظه حاوی قطعات توسط جرثقیل از محفظه گرم کننده خارج شده و وارد محفظه سردکننده می شود .

در این قسمت گاز نیتروژن تصفیه شده با دبی 5 مترمکعب بر ساعت وارد محفظه حاوی قطعات شده و قطعات را به آهستگی سرد می کند.

فشار کوره در طول سیکل 20 تا 30 میلی بار هست که این فشار توسط خروجی کوره کنترل می شود.

5- خروج از کوره :

پس از پایان سیکل عملیات و سرد شدن قطعات ، درب کوره و قطعات خارج می شوند . در این کوره مقدار گازهای آمونیاک و دی اکسید کربن توسط فلومتر و تنظیم و کنترل می گردد . همچنین فشار کوره توسط فشارسنج مایع کنترل می شود.

---

آشنایی کامل با کوره نیتراسیون پلاسمایی

---

تکنیک های نیتروره و نیتروکربوره پلاسما در دهه 1930 در آلمان ابداع شدند .اما از پیشرفت بیشتر آنها در هنگام جنگ جهانی دوم جلوگیری شد و تا اوایل دهه  1970 از این فرایند استفاده تجاری نمی شد.

با گسترش این تکنیک ها تلاش زیادی به منظور شناخت مکانیسم های حاکم بر تخلیه الکتریکی گازها صورت گرفته و بسیاری از جنبه های بمباران اتمی قبل از پوشش دادن و در خلال آن شناخته شده است.

پلاسما یاکازیونی به محیطی گفته می شود که در آن اتمها یا مولکول های گاز به اجزایی باردار تشکیل دهنده اتم ، الكترون ويون تجزیه شده و این ذرات باردار بر یکدیگر تأثیر می گذارند.

تکنیک پلاسما به وسیله تخلیه های هاله ای روی سطح قطعه مشخص می شود. این هاله در فشارهای پایین هنگامی که بین قطعه کار و دیواره های کوره یک اختلاف ولتاژ برقرار شود به وجود می آید، به نحوی که قطعه کار پتانسیل منفی ( اتد ) و دیواره فلزی کوره پتانسیل مثبت ( آند ) دارد.

کوره در ابتدا توسط پمپ، خلا می شود و پس از آن با یک مخلوط گاز به فشار 1torr  تا 10 میرسد. همچنین یک ولتاژ 200 تا 1000 ولت به کار برده می شود که در نتیجه آن گازها در مجرای بین قطعه و دیواره یونیزه میشوند .

اختلاف پتانسیل به کار برده شده باعث شتاب يون ها به طرف سطح قطعه کار می شود. و درنتیجه سطح قطعه بمباران یونی شده که میتواند باعث تغییر ساختار و یا ترکیب شیمیایی سطح شود. وقتی که یون ها شتاب می گیرند و به سطح اصابت می کنند حدود 90 ٪ انرژی سینتیکی آن ها تبدیل به گرما شده و به این ترتیب دمای قطعه کار افزایش می یابد.

ساختار لایه ترکیبی و عمق منطقه نفوذی را میتوان به وسیله تغییر مخلوط گاز کنترل نمود. به طور طبیعی لایه ترکیبی فقط شامل فاز است. برای رسیدن به یک لایه ترکیبی شامل فاز ، روی فولادها و چدن ها از ترکیب گاز نیتروژن ، هیدروژن و متان استفاده می شود.

شدت بمباران یونی و سرعت گرم شدن به فشار کوره و ولتاژ مورد استفاده بستگی دارد . استفاده از ولتاژ بالا باعث ایجاد تخلیه هاله ای یکنواخت روی سطح قطعه شده و عمق نیتروره و ضخامت لایه ترکیبی یکنواختی تولید می کند. باید تخلیه کرد که هاله همیشه روی کاتد تشکیل شود و بزرگ شدن منطقه کاتد باعث کاهش عمق نیتروره یا نیتروکربوره میشود.

در این فرایند ابتدا نیتروژن در داخل شبکه حل شده و در ادامه با افزایش مقدار نیتروژن در شبکه، این عنصر به صورت نیترید های اپسیلن و یا گاما پرایم رسوب می کند. بنابراین در لایه بیرونی نیترید های آهن و درصورتی که فولاد ما آلیاژی باشد.

نیترید های آلیاژی همچون نیترید کروم ، نیترید آلومینیم ، نیترید تنگستن ، نیترید مولیبدن ، نیترید وانادیم و نیترید تیتانیم داریم که با توجه به عناصر آلیاژی موجود در فولاد این نیترید ها تشکیل می شوند.

درصورتی که روی قطعات سوراخ های ریزی وجود داشته باشد امکان تداخل هاله در داخل سوراخ وجود دارد که این مورد باعث بالا رفتن موضعی دما و ایجاد جرقه می شود. این موضوع هنگامی که قطعات بیش از حد به هم نزدیک باشند نیز می تواند اتفاق بیافتد. این پدیده به نام Hollow Chathode معروف هست . استفاده از ولتاژ پالسی از ایجاد اثرHollow Chathode جلوگیری می کند.

با تغییر پارامترهای عملیات شامل ولتاژ ، فرکانس پالس و غیره می توان ضخامت لایه ترکیبی یکنواخت و عمیقی به دست آورد. نیتروکربوره پلاسما می تواند برای انواع فولادها استفاده شود.

مشخصات کوره نیتراسیون پلاسمایی به شرح زیر میباشد :

1- دمای کاری :

حداکثر 700 درجه سانتی گراد.

2- اتمسفر کوره :

با توجه به نوع عملیات ، اتمسفر کوره انتخاب می شود. در عملیات نیتراسیون پلاسمایی نیتروژن و هیدروژن وارد کوره شده و در عملیات نیتروکربوره ، گازهای نیتروژن ، هیدروژن و دی اکسید کربن وارد کوره می شود. با توجه به اینکه جهت انجام عملیات نیتراسیون فرایندهای مختلفی تعریف شده است. بنابراین نوع گازهای ورودی و درصد هریک متغیر هست.

3- سیستم گرم کننده :

هاله پلاسما. به طورکلی کوره های پلاسما به دو نوع دیواره گرم و دیواره سرد تقسیم می شوند . به عبارتی کوره دیواره سرد معمولا تک جداره و کوره دیواره گرم دوجداره هست .

در کوره های دیواره گرم در بین دو دیوار سیستم آبگرم وجود دارد. یکی از علت های اصلی دوجداره بودن این کوره ها تغییر لحظه ای آند و کاتد هست . به بیان دیگر در یک لحظه دیواره کوره کاتد و محل قرارگیری قطعات آند می شود .

در این حالت نیاز است که جداره را عایق کرد و بنابراین از محفظه دوجداره استفاده می شود . بیان شده است که علت تغییر جای اند و کاتد جلوگیری از مسمومیت گازها در حین فرایند هست . البته از این روش به منظور تمیز کردن دیواره کوره نیز استفاده می شود.

4- سیستم گردش هوا :

فن

5- سیستم کنترل دما :

 کاملا اتوماتیک

6- جنس جداره کوره :

فولاد نسوز

7- محیط سردکننده :

قطعات درکوره سرد می شوند.

8- فرایندهای قابل انجام در این کوره :

این کوره قابلیت انجام فرایندهای نیتراسیون ، نیتروکربوراسیون ، نیتراسیون -اکسیداسیون و نیتروکربوراسیون- اکسیداسیون را دارد.

در این کوره تمامی مراحل عمليات ضبط شده و توان ارائه گراف عملیات وجود دارد.

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره های نیتراسیون پلاسمایی

---

مراحل فرایند حرارت دهی در کوره های نیتراسیون پلاسمایی به شرح زیر میباشد :

1- تمیز کردن کوره و قطعات :

در کوره های آزمایشگاهی با سمباده زنی و تمیز کردن توسط استن، محفظه داخلی کوره برای فرایند آماده می شود. از طرفی فیکسچرهای موردنظر نیز به طور مشابه تمیز می شوند . در کوره های صنعتی این کار با تغییر محل آند و کاتد انجام می گیرد . قطعات باید حتما قبل از قرارگیری در کوره توسط استن به خوبی شستشو داده شوند.

2- قرارگیری قطعات در فیکسچر مناسب :

قطعاتی که می خواهند عملیات نیتروره و یا نیتروکربوره شوند در فیکسچر مناسبی قرار می گیرند. قطعات باید به گونه ای در فیکسچر قرار داده شوند که سطح آنها با یکدیگر تماس نداشته باشند.

3- قرارگیری فیکسچر در محفظه کوره :

فيسکچر توسط جرثقیل سقفی به درون محفظه عملیات واردشده . روبری پایه کاتد قرارگرفته و سپس درب کوره بسته می شود.

خلأ کردن سیستم خط روشن شده و اجازه داده می شود که کوره به خلا پایین برسد.

4- ورود گاز آرگون :

پس از رسیدن به خلاء موردنظر، گاز آرگون با فلوی زیاد به درون کوره رفته و به مدت حدود 5 دقیقه اجازه می دهیم تا محفظه به طور کامل شستشو داده شود. و مطمئن شویم که محفظه فقط حاوی گاز آرگون است.

5- روشن شدن محفظه تغذيه :

با روشن شدن منبع تغذیه دیواره آند و قطعات کاتد می شود.

6- تنظیم فشار :

با تنظیم ورودی و خروجی سیستم ، فشار کوره را در محدوده 1 تا 10 میلی بار نگه داشته و عمل پراکنش به مدت نیم تا یک ساعت انجام میشود.

7- افزایش دما با ولتاژ :

پس از انجام عملیات پراکنش ، با افزایش ولتاژکوره ، دما را افزایش میدهیم .

8- ورود گاز موردنیاز :

با رسیدن دما تا حدود 350 درجه سانتی گراد ، به طور تدریجی گاز آرگون را قطع کرده و گازهای مورد نیاز جهت انجام عملیات را وارد کوره می کنیم .

9- محاسبه زمان عملیات:

پس از رسیدن کوره به دمای عملیات و پایدار شدن شرایط ، زمان عملیات محاسبه می شود. در طول عملیات باید تمامی پارامترهای تحت کنترل قرار داشته باشد.

کاهش دما و خاتمه عملیات: در پایان عملیات پس از قطع ولتاژ و گازهای ورودی ، به کوره اجازه کاهش دما داده و در نهایت پس از شکستن خلاء درب کوره را باز کرده و قطعات را از کوره خارج می کنیم .

---

زمین و محوطه سازی و ساختمان های مود نیاز جهت احداث کارگاه عملیات حرارتی برای سخت کاری 400 تن فولاد در سال

---

مساحت زمین و محوطه سازی مورد نیاز طرح

• زمین : 4762 متر مربع
• خاکبرداری و تسطیح : 1,500 مترمکعب
• حصار کشی و درب : 290 متر
• آسفالت و محوطه سازی ( 5 درصد مقدار زمین ) : 238 مترمربع
• ایجاد فضای سبز روشنایی ( 1 درصد مقدار زمین ) : 48 مترمربع

مساحت ساختمان های مورد نیاز طرح

• سالن تولید ( سوله ) : 1,200 متر مربع
• انبار ( سوله ) : 300 متر مربع
• ساختمان اداری ( آجر و تیرچه و پوشش ) : 200 متر مربع
• نگهبانی : 30 متر مربع

✍️ جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی کارگاه عملیات حرارتی جهت سخت کاری فولاد ، با اطلاعات کاملا به روز با فرمت Word و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ جواز تاسیس یا وام و تسهیلات بانکی ، با ما تماس بگیرید .

---

دانلود طرح توجیهی تیپ کارگاه عملیات حرارتی جهت سخت کاری فولاد

---

توجه : کلیه ی طرح های تیپ یا آماده ، صرفا کاربرد مطالعاتی و تحقیقاتی داشته و جهت اخذ مجوز و یا تسهیلات و وام بانکی مناسب نمیباشند . جهت تهیه طرح توجیهی با کاربرد اجرایی و بانکی با ما تماس بگیرید .