Vassoi base personalizzati per trattamento termico per carichi pesanti per un cliente polacco
Caso di studio del cliente | Progettazione ingegneristica, produzione e consegna
Posizione del cliente: Polonia
Prodotto: Vassoi base per trattamento termico personalizzati
Applicazione: Carburazione e tempra in olio
Dimensioni progettate:

• 1400×1600×70mm
  
• 1400×2200×70mm
  

Temperatura massima di processo: 1000°C
Temperatura di tempra dell'olio: ca. 100°C
Carico del forno: Fino a 2,8 tonnellate a seconda delle dimensioni del forno
Ambito del servizio: Consegna di produzione di progettazione ingegneristica
Produttore: Wuxi Junteng Fanghu Alloy Technology Co., Ltd. (Lega FH®)

Panoramica del progetto
FH® Alloy ha completato un progetto di vassoio base per trattamento termico personalizzato per un cliente in Polonia.
A differenza di un ordine build-to-print convenzionale, il cliente non aveva i disegni dei vassoi finiti. Hanno invece fornito le principali condizioni operative del forno, le dimensioni di carico, il processo di trattamento termico e il carico del forno richiesto.
Sulla base di questi input tecnici, FH® Alloy è stata responsabile dello sviluppo delle strutture dei vassoi, della preparazione dei disegni tecnici, della produzione dei prodotti finiti e dell'organizzazione della spedizione.
Per questo progetto sono state sviluppate due dimensioni principali di vassoi:

• 1400×1600×70mm
  
• 1400×2200×70mm
  

I vassoi sono stati progettati per un impegnativo processo di cementazione a temperature fino a 1000°C, seguito da immersione in olio di tempra a circa 100°C.

Condizioni operative del cliente
Il cliente ha fornito a FH® Alloy i seguenti dati applicativi.

Sfida del cliente: nessun disegno finito
Una delle caratteristiche più importanti di questo progetto è stata che il cliente polacco non ha fornito un disegno di produzione esistente.

Il cliente ha fornito principalmente:

• dimensioni di caricamento del forno,
  
• temperatura di cementazione,
  
• condizioni di spegnimento,
  
• carico previsto del forno,
  
• dimensioni del vassoio richieste,
  
• e requisiti funzionali per le colonne rimovibili.
  

FH® Alloy necessitava quindi di convertire questi parametri operativi in ​​una struttura a vassoio pratica e realizzabile.
Ciò richiedeva una valutazione ingegneristica piuttosto che una semplice copia dimensionale.

Sfida ingegneristica: ciclismo termico per carichi pesanti di grandi dimensioni
I vassoi erano relativamente grandi, in particolare nella versione 1400×2200×70 millimetri.
I vassoi dei forni di grandi dimensioni che operano con carichi pesanti a temperature elevate devono affrontare numerosi rischi tecnici.

Deformazione ad alta temperatura
A temperature di cementazione prossime ai 1000°C, la resistenza meccanica delle leghe resistenti al calore diminuisce rispetto alle condizioni di temperatura ambiente.
Se la struttura di supporto non è progettata correttamente, il vassoio potrebbe presentare:

• cadente,
  
• torcendo,
  
• deformazione locale,
  
• o distorsione dimensionale permanente.
  

Per un vassoio di dimensioni fino a 1400 × 2200 mm questo diventa particolarmente importante.

Carico pesante della fornace
Secondo le informazioni operative del cliente, le condizioni di caricamento del forno potrebbero raggiungere:

• 2,8 tonnellate per la configurazione forno 2200×1400 mm
  
• circa 2 tonnellate per la configurazione 1600×1400 mm
  

Il cliente ha inoltre indicato che, in alcune applicazioni, i requisiti di caricamento del vassoio potrebbero essere prossimi alla condizione di carico generale del forno.
Ciò richiedeva che il design del vassoio fornisse un'efficace distribuzione del carico su un'ampia superficie.

Rapido cambiamento di temperatura durante la tempra in olio
Il ciclo di trattamento termico comprende:
Carburazione fino a 1000°C → Tempra in olio a circa 100°C
Ciò rappresenta una sostanziale differenza di temperatura.
L’esposizione ripetuta a questi cicli può generare:

• stress termico,
  
• fatica termica,
  
• distorsione,
  
• concentrazione dello stress attorno alle articolazioni,
  
• e il progressivo degrado strutturale.
  

La struttura del vassoio pertanto doveva considerare sia il carico statico che i ripetuti cicli termici.

Progettazione ingegneristica delle leghe FH®
FH® Alloy ha sviluppato due strutture di vassoi personalizzate in base alle dimensioni del forno del cliente e alle condizioni di carico.

Vassoio base 1400×1600×70 mm
Il primo vassoio è stato progettato con dimensioni complessive di:
1400×1600×70mm
La struttura utilizza un layout portante ripetuto a griglia per distribuire il carico sulla superficie del vassoio.
Il design prevede inoltre posizioni di collegamento e supporto posizionate strategicamente in modo che il vassoio possa collaborare con colonne verticali rimovibili quando necessario.
Gli obiettivi chiave della progettazione includevano:

• rigidità alle alte temperature,
  
• distribuzione del carico,
  
• portata ridotta non supportata,
  
• compatibilità con colonne estraibili,
  
• e pratico caricamento del forno.
  

1400×2200×70mm Base Tray
Il secondo progetto era un vassoio più grande:
1400×2200×70mm
A causa della maggiore lunghezza, il controllo strutturale è diventato ancora più importante.
Il disegno finale comprendeva più sezioni strutturali e collegamenti di rinforzo per mantenere la stabilità su un'area di lavoro più ampia.
La versione da 2200 mm è stata sviluppata per forni con carichi fino a circa 2,8 tonnellate.
Il focus ingegneristico includeva:

• controllare la deformazione a lungo termine,
  
• migliorare il trasferimento del carico,
  
• distribuire lo stress attraverso la struttura,
  
• e mantenendo la praticità di manipolazione e assemblaggio.
  

Progettazione strutturale di tipo a griglia
Entrambi i concetti di vassoio utilizzano una struttura a griglia aperta.
Questo tipo di struttura offre numerosi vantaggi nelle applicazioni di trattamento termico.
Migliore distribuzione del carico
Le nervature di supporto interconnesse aiutano a trasferire i carichi su più percorsi strutturali anziché concentrare lo stress in un numero limitato di elementi.
Peso proprio ridotto
Una struttura aperta garantisce un'elevata efficienza strutturale senza rendere l'intero vassoio inutilmente solido e pesante.
Migliore circolazione del processo
La geometria aperta consente all'atmosfera del forno e ai mezzi di raffreddamento di muoversi attraverso il vassoio in modo più efficace.
Gestione dell'espansione termica
Una struttura a griglia adeguatamente progettata può aiutare a compensare l’espansione termica durante cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento.

Design a colonna rimovibile
Il cliente ha espressamente richiesto:

• Colonne facilmente rimovibili a seconda del carico.
  

FH® Alloy ha quindi incorporato le posizioni di montaggio della colonna nel design del vassoio.
Ciò consente al cliente di configurare l'apparecchio in base alle diverse esigenze di carico.
Quando è necessario un supporto verticale aggiuntivo, le colonne possono essere installate nelle posizioni designate.
Quando l'impostazione della produzione non le richiede, le colonne possono essere rimosse.
Ciò fornisce una maggiore flessibilità rispetto ad una struttura di fissaggio completamente fissa.

Progettazione basata sul carico effettivo del forno
Una considerazione importante in questo progetto era che le diverse dimensioni del forno avevano capacità di carico diverse.
Ad esempio:
Forno 2200×1400
Carico approssimativo del forno:
2,8 tonnellate
1600×1400 Fornace
Carico approssimativo del forno:
2 tonnellate
Invece di utilizzare esattamente la stessa struttura per ogni dimensione del forno, FH® Alloy ha valutato la relazione tra:
Dimensioni del vassoio Posizione del supporto del carico del forno Condizioni di temperatura elevata
e ha sviluppato i progetti di conseguenza.

Dai parametri operativi ai disegni tecnici finali
Questo progetto ha seguito un processo di ingegneria completo.
Informazioni sul forno del cliente
↓
Revisione del processo di trattamento termico
↓
Analisi dei requisiti di caricamento
↓
Sviluppo del concetto strutturale
↓
Posizionamento della colonna rimovibile
↓
Disegno tecnico
↓
Produzione
↓
Ispezione
↓
Spedizione
Il cliente ha fornito le condizioni del forno anziché i disegni finiti e FH® Alloy ha convertito tali requisiti in due modelli di vassoi di base pronti per la produzione.

Specifiche del progetto

Perché questo progetto è diverso dalla produzione Build-to-Print
Molti progetti di impianti per il trattamento termico iniziano con un disegno completo del cliente.
Questo progetto no.
Il cliente polacco ha fornito informazioni sul processo e sul forno, mentre FH® Alloy si è assunto la responsabilità di convertire tali requisiti in una soluzione ingegneristica praticabile.
Il progetto dimostra quindi la capacità di FH® Alloy in:

• analisi delle applicazioni,
  
• sviluppo strutturale,
  
• design del vassoio di grandi dimensioni,
  
• ingegneria dei dispositivi per carichi pesanti,
  
• design del supporto rimovibile,
  
• preparazione del disegno,
  
• produzione,
  
• e consegna finale.
  

Questa funzionalità è particolarmente utile per i clienti che conoscono le condizioni del forno ma non dispongono ancora di un disegno definitivo delle attrezzature.

Vassoio per trattamento termico personalizzato progettato da FH® Alloy
Wuxi Junteng Fanghu Alloy Technology Co., Ltd. (Lega FH®) designs and manufactures customized heat treatment tooling for demanding industrial furnace applications.
La nostra gamma di prodotti comprende:

• Vassoi base per trattamento termico
  
• Vassoi del forno di cementazione
  
• Dispositivi di spegnimento dell'olio
  
• Cesti per trattamenti termici
  
• Dispositivi del forno
  
• Attrezzature per forni continui
  
• Attrezzature per forni a vuoto
  
• Attrezzature per forni a fossa
  
• Componenti personalizzati in lega resistente al calore
  

I clienti possono fornire disegni completi o informazioni tecniche di base come:
Dimensioni del forno Temperatura Carico Trattamento termico Processo Metodo di raffreddamento Informazioni sul pezzo
FH® Alloy può quindi supportare il progetto dalla progettazione tecnica fino alla produzione.

Hai bisogno di un vassoio per forno personalizzato per carichi pesanti?
Se il vassoio del forno esistente si deforma in condizioni di temperatura elevata o di carico pesante, o se disponi dei parametri del forno ma non del disegno dell'attrezzatura finita, FH® Alloy può aiutarti a sviluppare una soluzione personalizzata.
Per la valutazione tecnica, fornire:

• tipo di forno,
  
• dimensioni di caricamento del forno,
  
• temperatura massima di esercizio,
  
• processo di trattamento termico,
  
• metodo di spegnimento,
  
• carico del forno,
  
• peso del pezzo,
  
• dimensioni del vassoio richieste,
  
• requisiti di colonna o impilamento,
  
• e foto delle apparecchiature esistenti, se disponibili.
  

FH® Alloy supporta l'attrezzatura personalizzata per forni, dalla progettazione tecnica alla produzione finita e alla consegna.

Informazioni sulla lega FH®
Wuxi Junteng Fanghu Alloy Technology Co., Ltd. (Lega FH®) specializes in custom high-temperature alloy components and heat treatment furnace tooling for global industrial customers.
Le nostre capacità includono progettazione ingegneristica, fusione di leghe resistenti al calore, lavorazione meccanica, assemblaggio e produzione di dispositivi per forni personalizzati.

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