Применение сухих винтовых вакуумных насосов SCREWLINE от Leybold Лейбольд в процессах нанесения упрочняющих покрытий на режущий инструмент.

Металлорежущий инструмент наряду с металлорежущим оборудованием является основным звеном в реализации производственных задач с металлами и различными неметаллическими материалами. Качество и долговечность инструмента напрямую влияет на конечный продукт, поэтому потребители вынуждены находиться в постоянном процессе поиска наилучшего для их конкретной задачи инструмента.
Из-за большого многообразия металлообрабатывающих процессов и материалов единого типа инструмента и покрытия предложить в принципе нельзя, отсюда и постоянный поиск и изменение технологии нанесения самого износостойкого покрытия на заготовки (инструмент).

Возможные вариации:

• различные формы инструмента/заготовок
• материал заготовки
• материал напыляемого износостойкого покрытия
• процесс нанесения упрочняющего покрытия
• тип связующего/припоя

Пример применения вакуумных насосов SCREWLINE взамен масляных насосов VAROVAC на печи упрочнения, связующее полиэтиленгликоль

Рассмотрим конкретную печь для спекания/напыления упрочнительного материала на заготовки режущего инструмента с использованием полиэтиленгликоля PEG в качестве флюса (связующего)

Упрощенно рабочий цикл (длительность 10-12 ч) в установке можно описать так:

• Вакуумирование до 5·10^-2мбар (удаление кислорода)
• тест на герметичность (измерение величины повышения давления за определенное время)
• напуск Аргона до давления 50 мбар
• Нагрев до 400^oС
• Удаление связующего/флюса, методом повышенного давления водорода, с последующей продувкой азотом
• продувка водородом при давлениях 60-600 мбар
• вакуумирование до давления 1·10^-1мбар
• нагрев до 1000^oС - процесс упрочнения
• охлаждение и вентилирование рабочей камеры.

Основные проблемы при эксплуатации:

• необходимость частого обслуживания и сервиса из-за невозможности полностью уловить припой/связующее с помощью конденсаторов
• применение дорогих инертных газов в качестве газобалластного

Специалистами Leybold GmbH было принято решение о применении сухого винтового насоса SCREWLINE SP630 вместо VAROVAC S400

Основные преимущества эксплуатации SCREWLINE SP630

• длительное время работы без дополнительного обслуживания
• снижение эксплуатационных затрат за счет отсутствии необходимости в постоянных заменах масла и сервисе
• возможность проведения автоматической промывки насоса после каждого процесса
• простой мониторинг внутренних парметров с поощью SP-Guard
• насос категории ATEX в стандартной комплектации

Работа насоса SCREWLINE при использование полиэтиленгликоля



Рассмотрим вариант, когда в качестве связующего используется полиэтиленгликоль, который при вакуумировании попадает в рабочую полость вакуумного насоса.Процесс является сложным и грязным с точки зрения средства откачки (вакуумного насоса), в процессе внедрения (первых месяцев эксплуатации) винтового насоса SCREWLINE SP 630 специалисты Leybold GmbH рекомендовали проводить мониторинг состояния вакуумного насоса по контроллеру SP-Guard. Исходя из таких показаний как: температура масла, время прогрева масла до рекомендованной температуры, рабочий кровен вакуума, уровень вибрации подшипникового узла в дальнейшем определяются интервалы чистки/промывки внутренней полости вакуумного насоса, замены масла. В качестве аварийных сигналов могут быть использованы показания: наличие масла в синхронизирующей шестерни вакуумного насоса, превышение допустимого уровня вибрации в подшипником узле, превышение оптимальной температуры масла, превышение давления на выходе из насоса, необходимое давление газа напуска в лабиринтное уплотнение.

Подробнее о процедуре промывки винтового насоса SCREWLINE SP 630



При эксплуатации вакуумного насоса SCREWLINE SP 630 в процессах спекания (а также в других сложных процесса) возможной процедурой обслуживания вакуумного насоса является промывка. Суть промывки заключается в том, что в вакуумный насос во время откачки чистой среды (не из процесса) параллельно в откачиваемую среду добавляется некоторое количество жидкости, во всасывающем трубопроводе поддерживается давление порядка 100 мбар для поодержания процесса вспенивания (кипения) жидкости внутри вакуумного насоса. Тип жидкости для промывки необходимо выбирать исходя из задач процесса промывки, интенсивности загрязнения, типа загрязнения (материал/наличие наростов).

Работа насоса SCREWINE при использовании парафина или стеарина цинка

Рассмотрим особенности процесса, в котором подготовка упрочняемой поверхности покрывается парафином или стеарином цинка.

• парафин находится в жидком состоянии в процессе откачки и скапливается в глушителе
• В ходе процесса не наблюдается повышение вибрации в подшипнике
• вакуумный насос SCREWLINE может быть запущен не смотря на наличие воска внутри рабочей камеры (застывший воск не препятствует запуску)

Особенности применения SCREWLINE в процессах нанесения упрочняющих покрытий в среде водорода

паспортная быстрота действия вакуумной системы справедлива для воздуха (и для сред близких по составу). В безмаслянных средствах вакуумирования жидкость, уплотняющяя зазоры в камере сжатия, отсутствует, а так как молекулы водорода/гелия меньше - перетечки внутри вакуумного насоса увеличатся, быстроты действия уменьшится, увеличится предельное остаточное давление.
В результате проведенные испытания установили: 100 мбар – предельное остаточное давление при откачке водорода.

Решения Leybold GmbH для напылительных процессов в среде водорода:

Напуск инертного газа (N2, Ar) в уплотнение и на линию газобалласта. В насосе будет сжиматься смесь инертного газа с водородом, которая будет иметь более высокую относительную атомную массу, что снизит перетечки.Успешный практический опыт в процессах с присутствием водороданапуск газобалластного газа в различные стадии процесса сжатиявозможность переключения балластного газа между инертным газом и атмосферным воздухом (при непостоянном присутствии водорода)

Подробнее о сухих винтовых вакуумных насосах SCREWLINE от Leybold (GmbH)