Opzioni di stufe e forni a camera per atmosfere modificate
Le soluzioni Carbolite Gero in atmosfera modificata per forni e forni a camera includono prodotti con storta incorporata, attrezzature di storta opzionali e soluzioni completamente personalizzate.
Per temperature fino a 700°C, Carbolite Gero produce la gamma di forni in atmosfera modificata HTMA. Questi forni sono specificamente progettati per ottenere un eccellente controllo di un'atmosfera inerte con lo scopo primario di ridurre la concentrazione di ossigeno a livelli molto bassi.
Controlli di flusso separati per i gas di spurgo e di processo comportano che, una volta che la camera è stata spurgata dall'aria atmosferica, il gas di processo può essere usato con portate inferiori. La commutazione tra gas di spurgo e di processo può essere fatta manualmente o aggiungendo l'opzione di un sistema di controllo automatico programmabile. Sono possibili livelli di ossigeno fino a 50 ppm.
Per mantenere un'atmosfera modificata, è necessario un recipiente sigillato. Una storta è tipicamente usata nei forni a camera per ottenere questo requisito. Le attrezzature e gli accessori opzionali per l'atmosfera modificata permettono una maggiore flessibilità operativa, poiché i prodotti possono essere utilizzati per più applicazioni che coinvolgono diversi gas, il vuoto o nessuna atmosfera modificata.
Una storta può essere utilizzata per vari processi di trattamento termico che richiedono un'atmosfera inerte o reattiva controllata, ad esempio per prevenire l'ossidazione o per migliorare la durezza superficiale. La storta A105, che incorpora una guarnizione in gomma siliconica, può raggiungere livelli di ossigeno più bassi rispetto alla storta A107 che utilizza una guarnizione di sabbia. Prodotta in lega NiCr (Inconel) con una temperatura massima di funzionamento di 1100 °C o in acciaio inossidabile di grado 314 con una temperatura massima di funzionamento di 1050 °C.
La storta in lega di NiCr A105 (Inconel) è sigillata da una porta isolata ad apertura frontale rimovibile dotata di una guarnizione in gomma siliconica. Le connessioni di ingresso e uscita del gas sono facilmente accessibili sulla parte anteriore. I livelli di ossigeno fino a 30 ppm sono raggiungibili quando si spurga con un gas inerte appropriato.
La storta A105 per forni da laboratorio CWF sono dotate di una termocoppia da 3 mm che passa attraverso il centro della porta. La storta e la fornace devono essere ordinate insieme, in quanto la fornace è modificata per consentirne l'uso con e senza la storta. La storta A105 può essere utilizzata in combinazione con il sistema di sicurezza del gas da laboratorio per un uso sicuro con l'idrogeno.
La storta in lega di NiCr A107 (Inconel) con un coperchio rimovibile poco profondo si inserisce in una guarnizione di sabbia sopra una base profonda. Può essere usata per la ricottura e la carburazione a pacco.
Le connessioni di entrata/uscita del gas montate frontalmente si estendono attraverso le fessure nella porta della fornace. La storta e la fornace devono essere ordinate insieme poiché la fornace è modificata per permetterne l'uso con e senza la storta.
La fornace di ricottura GLO presenta una storta a tenuta di vuoto con posizionamento altamente simmetrico degli elementi riscaldanti. La porta anteriore della storta cilindrica può essere riscaldata se necessario, nonché raffreddata ad aria dall'esterno o spurgata con gas inerte freddo con il sistema opzionale di raffreddamento rapido.
I forni a camera in atmosfera modificata GPCMA sono dotati di una storta metallica per fornire un volume riscaldato con un'atmosfera controllata. Sono disponibili con una gamma di temperatura massima da 1000 °C a 1150 °C a seconda del materiale della storta selezionato. I volumi di lavoro della storta vanno da 37 a 245 litri. I livelli di ossigeno possono essere ridotti a 30 ppm a seconda dell'applicazione. Perfetto per la distensione di componenti fabbricati con additivi, in particolare quelli prodotti tramite DMLS.
Per temperature superiori a quelle raggiungibili in un forno a camera, un forno a vuoto può essere utilizzato per creare atmosfere modificate fino a una temperatura di 3000°C.
Carbolite Gero propone nel suo catalogo online una gamma di forni a vuoto e fornaci ad alte temperature. Fornaci realizzate in materiali performanti e resistenti come molibdeno e tungsteno, e con materiali isolanti come fibre ceramiche e grafite. Tutte le tipologie di fornaci ad alte temperature proposte dall’azienda sono progettate in modo tale da favorire le operazioni di carico e scarico e disponibili in volumi differenti e con diverse capacità. Tipologie disponibili: forni a vuoto a camera, a campana, verticali, da laboratorio e tubolari. I forni a vuoto e le fornaci ad alte temperature Carbolite Gero possono operare con medio/alto vuoto e con vari tipi di gas inerti e riducenti; inoltre, si prestano per vari campi di applicazione, dall’utilizzo in laboratori di ricerca e sviluppo e nell’ambito di processi come stampaggio a iniezione di metallo, sinterizzazione, metallizzazione. Per scoprire le caratteristiche tecniche specifiche delle fornaci ad alta temperatura di Carbolite Gero consulta le singole pagine prodotto. Contattaci per maggiori informazioni!
Oltre alla gamma standard di apparecchiature e prodotti in atmosfera modificata, Carbolite Gero è esperta nello sviluppo di apparecchiature personalizzate per processi di trattamento termico complessi.
La soluzione dei requisiti applicativi individuali dei clienti ha dato a Carbolite Gero un posto importante nei laboratori aerospaziali, di ingegneria, di scienza dei materiali, medici, di bioscienze e di test a contratto a livello globale, per citarne alcuni.
Questo HTMA 6/220 modificato è stato modificato per il trattamento termico di un gran numero di wafer di semiconduttori. Il processo ha comportato la legatura di 330 nanometri (nm) d'oro su wafer di silicio da 8 pollici, spessi 50-200 micrometri (µm). I wafer sono assottigliati e hanno diversi spessori:
Il forno è stato dotato dell'opzione di raffreddamento rapido per raffreddare rapidamente il forno da 420°C a 200°C in 20 minuti. Due ventole di raffreddamento sono situate nella parte posteriore del forno.
L'aria fredda viene soffiata intorno all'esterno della camera attraverso dei condotti situati tra l'isolamento e la parete della camera. Per prevenire qualsiasi flusso d'aria in eccesso quando il raffreddamento non è richiesto, una valvola automatica viene posta anche nel tubo di uscita.
Il controller della temperatura è programmato per utilizzare lo stato dell'interblocco della porta in modo da avviare o fermare automaticamente un ciclo di processo, permettendo così un ciclo continuo. Il riscaldamento viene attivato quando la sonda lambda rileva che il livello di ossigeno all'interno della camera è sceso sotto una certa soglia; per esempio, il programma di temperatura si avvia quando l'ossigeno scende a 50 parti per milione (ppm).
Altre modifiche includono posizionamenti dei ripiani personalizzati all'interno della camera per consentire lo spazio per i rack di wafer su ogni ripiano, flussimetri aggiuntivi per permettere l'utilizzo di gas alternativi, come l'argon, e un supporto opzionale per sollevare il forno in una posizione di lavoro. Il regolatore di temperatura è anche configurato per passare automaticamente tra le portate di gas di spurgo e di processo.
Per mantenere un ciclo di lavorazione continuo era importante che quando lo sportello veniva aperto a 200°C per lo scarico e la ricarica, l'HTMA tornasse rapidamente alle condizioni operative ottimali, sia in termini di temperatura che di concentrazione di ossigeno all'interno della camera.
Il grafico mostra chiaramente che i livelli di ossigeno aumentano rapidamente nel momento in cui lo sportello del forno viene aperto, seguiti da una rapida riduzione quando lo sportello viene richiuso, poiché il flusso di spurgo dell'azoto viene attivato automaticamente. Questo è stato registrato sia dalla sonda lambda montata sul forno, sia da un analizzatore di ossigeno indipendente.
L'utilizzo di una pompa a vuoto per evacuare la storta a temperatura ambiente e riempire nuovamente con un gas inerte può essere un requisito per il trattamento termico di materiali porosi.
Questo permetterà di ottenere un'atmosfera molto più pura rispetto al solo spurgo;
Questa fornace è progettata per la calcinazione (decomposizione termica) di materiali catalizzatori, per l'utilizzo nella chimica di produzione. La lavorazione di tali materiali può creare un ambiente corrosivo all'interno della fornace. Da qui la necessità di costruire la storta in Hastelloy C-2000®, una lega composta da nichel, cromo, molibdeno, ferro e rame. Questa combinazione offre una maggiore resistenza alla corrosione.
Questa fornace a camera con storta personalizzata è in grado di raggiungere temperature fino a 1200°C, ma a causa delle proprietà di resistenza termica del materiale della storta, la fornace è limitata a una temperatura massima di lavoro di 1000°C. Le temperature di lavoro tipiche sono di circa 700°C.
La storta ha un volume di 1000 litri ed è progettata per accettare fino a 12 vassoi contenenti campioni con un supporto anch'esso costruito in Hastelloy C-2000®. Un tubo di ingresso del gas permette al cliente di modificare l'atmosfera all'interno della storta introducendo un gas non infiammabile, come azoto o argon, per soddisfare i requisiti del loro processo. La porta della storta è tenuta chiusa da morsetti industriali sopra il centro ed è bloccata in modo sicuro da due cilindri pneumatici.
La fornace è divisa in tre zone riscaldate, una nel focolare e due situate verticalmente su entrambi i lati della camera. Il controllo della temperatura è fornito da tre controller Eurotherm 3508 collegati tramite comunicazioni digitali, che permettono la ritrasmissione del setpoint dal controller della zona centrale agli altri due controller. Ogni zona riscaldata è collegata a un controller di sovratemperatura 3216CC separato.
Tutta la strumentazione è alloggiata in un quadro elettrico separato, che dispone anche di un contatore di kilowattora per permettere al cliente di monitorare il proprio consumo energetico.
L'unità include un sistema di raffreddamento forzato progettato per soffiare aria ambiente nella cavità tra la storta e l'isolamento del forno. Il sistema di ventilazione è in grado di erogare 600m3 di aria all'ora ad una pressione di 9" di acqua, riducendo il periodo di raffreddamento complessivo a circa 3 ore.
Che si tratti di un prodotto standard con capacità di atmosfera modificata o di un sistema completamente personalizzato, Carbolite Gero ha prodotto migliaia di forni nel corso degli anni e realizzato progetti in tutto il mondo.
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