Taking into consideration technical requirements of customer the innovative elevator electric furnace, model СЭВЭ‑4.6/13‑ИП-НИТТИН with whole-metal heating module for vacuum brazing high-alloyed steels, according new state standard ГОСТР 53542–2009 has been developed and is manufacturing serially. It is offered enterprises, which produce aircraft engines and components for them and for aircraft repair plants. New electric furnace will provide significant improvement of technical and economic performance of technologic processes for vacuum brazing high-alloyed steels and quality of brazed assemblies.
П.В. Антонович,
директор ООО «НПП «НИТТИН», (г. Белгород, Россия)
тел.: +7-4722-777-8-44,
e-mail: nittin.ru@gmail.com
www.nittin.ru
Согласно техническим требованиям заказчика разработана и серийно изготавливается инновационная элеваторная электропечь модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН с цельнометаллическим нагревательным модулем для вакуумной пайки высоколегированных сталей, соответствующих новому ГОСТ Р 53542–2009. Она предназначена предприятиям, производящим авиационные двигатели и их комплектующие, а также авиационно-ремонтным заводам. Новая электропечь позволит существенно улучшить технологию вакуумной пайки деталей из высоколегированных сталей.
В Российской Федерации с 1 июля 2010 г. введен новый стандарт (ГОСТ Р 53542–2009) «Пайка высоколегированных сталей в вакууме», который распространяется и на авиационные двигатели, и на их составные части, а также устанавливает общие требования к технологическому процессу вакуумной высокотемпературной пайки деталей из коррозионностойких, жаропрочных и жаростойких сталей. Этим стандартом установлены новые требования к оборудованию и технологическому процессу вакуумной пайки.
С учетом новых требований в ООО «НПП «НИТТИН» в течение 2012–2014 годов был разработан ряд электропечей периодического действия торговой марки «НИТТИН» для вакуумной пайки деталей из высоколегированных сталей, согласно данному стандарту. За три года заказчикам были отгружены вакуумные электропечи:
Очередной заказ привел к разработке новой модели вакуумной электропечи СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН.
Согласно ГОСТ Р 53542–2009, для пайки легированных сталей в вакууме необходимо использовать вакуумные электропечи с водоохлаждаемым корпусом, оборудованные системой откачки, обеспечивающей вакуум в рабочем пространстве не менее 1,33·10–2 Па (10–4 мм рт. ст.) как в процессе нагрева под пайку, так и при температуре пайки. Нагревательные элементы в таких электропечах изготавливают из тугоплавких металлов (молибден, вольфрам) или из композиционного материала, содержащего углерод. Вакуумная печь для пайки должна иметь одну или более тарированных термопар для контроля и управления процессом нагрева под пайку. Температурная однородность по объему рабочего пространства в стационарном (установившемся) режиме должна быть не более ±10оС. Для обеспечения этой величины печи с рабочим пространством большего объема (более 0,3 м3) должны иметь несколько независимо управляемых электрических зон. Конструкция вакуумной печи должна обеспечивать натекание не более 0,066 л·Па/с (0,5 л·мм рт. ст./с).
Вакуумные электропечи для пайки рекомендуется оснащать системой управления для обеспечения автоматизированного нагрева по заданному температурно-временному графику с выводом информации на сенсорную панель оператора и документированием ее работы в режиме реального времени, что позволяет исключить брак по вине оператора и непрерывно диагностировать состояние печи. Адаптивная система управления должна автоматически уменьшать скорость нагрева при снижении вакуума и также автоматически повышать скорость при восстановлении заданного уровня вакуума.
Внедрение, отладку, эксплуатацию и ремонт вакуумной электропечи следует осуществлять по технической документации предприятия-изготовителя (ООО «НПП «НИТТИН») и в соответствии с Руководством по эксплуатации.
При пайке в вакууме должен обеспечиваться постоянный текущий контроль по следующим параметрам:
С учетом вышеизложенных требований была разработана и запущена в серийное производство инновационная элеваторная печь модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН с цельнометаллическим нагревательным модулем для вакуумной пайки высоколегированных сталей, согласно новому ГОСТ Р 53542-2009. Ее общий вид представлен на рисунке.
Данная новая разработка позволит существенно улучшить технико-экономические характеристики процесса вакуумной пайки высоколегированных сталей и повысить качество паяных изделий. Область их применения:
Паяемые стали: 12X18 H10 Т, Х15 Н9 Ю, X17 H5 M3, 12Х18 Н10 Т, 07Х15 Н7 ЮМ2, 08X17 H5 M3, 09Х15 Н5 Д2 Т, 03X11 H10 M2 T, 15Х16 Н2 АМ, 15Х12 Н2 МФВАБ, 16Х11 Н2 В2 МФ, Х15 Н5 Д2 Т, 12X13, 14X17 Н2.
Марки припоев: ВПр2, ВПр4, ВПр13, ВПр7, ВПр50.
Новая вакуумная электропечь имеет индивидуальный, оригинальный дизайн. Как промышленный образец она обладает патентной чистотой. Все комплектующие изделия поставляются ведущими производителями в полном соответствии мировым стандартам качества.
Типоисполнение и мощность электропечи выбирались в зависимости от требований заказчика:
По способу загрузки паяемых узлов электропечь является элеваторной (с перемещением пода с паяемым узлом вверх, в нагревательный модуль).
Электропечь являются полностью автоматизированной с выводом информации на сенсорную панель оператора. В процессе работы идет непрерывное архивирование параметров вакуумного паяльного цикла в режиме реального времени, с возможностью вывода протокола работы электропечи на печать, а также диагностика состояния электропечи в процессе работы. Адаптивная система управления позволяет автоматически снижать скорость нагрева при ухудшении вакуума (связано с возможным интенсивным газовыделением из паяемого узла), а также автоматически повышать скорость нагрева при восстановлении заданного уровня вакуума. Вся контрольно-измерительная аппаратура внесена в реестр Госстандарта России.
В электропечи предложен новый тип цельнометаллического модуля для нагрева при высокотемпературной пайке, который обеспечивает высокую однородность температуры в рабочем пространстве, а также защиту нагревателей от испаряющихся в заметных количествах компонентов припоя (ранее такой защитой печи не комплектовались). Кроме того, нагревательный модуль с элементами из молибдена имеет минимальную массу и характеризуется низкой тепловой инерционностью. Это позволяет обеспечить ускоренный нагрев и охлаждение с помощью нейтрального газа.
Электропечь оснащена системой напуска нейтрального газа для снижения скорости испарения компонентов припоя с высоким давлением паров при нагреве.
Электропечь имеет систему принудительной конвекции нейтрального газа для обеспечения высоких скоростей нагрева (при температурах ниже 800 оС) и охлаждения паяных узлов после пайки.
Вакуумная система обеспечивает вакуум в рабочем пространстве в процессе нагрева под пайку и при температуре пайки не менее 1,33·10–2 Па (1·10–4 мм рт. ст.). Ионизационные и термопарные преобразователи измеряют давление остаточных газов непосредственно в рабочем пространстве электропечи.
Электропечь является экологически чистой в процессе эксплуатации.
Технические характеристики элеваторной электропечи представлены в таблице.
