Devo escolher uma cesta fundida ou uma cesta forjada/de malha de arame?

Se o seu forno funcionar acima de 950°C, suportar cargas pesadas ou irregulares, ou operar em um ciclo contínuo com choques térmicos ocasionais, um cesta fundida de tratamento térmico é quase sempre a melhor escolha. Se o seu processo funciona em temperatura moderada, precisa de fluxo rápido de ar ou gás em torno de peças pequenas, ou você precisa manter o peso do cesto baixo para economizar energia, um cesta forjada ou malha de arame geralmente irá atendê-lo melhor e custar menos antecipadamente. A resposta certa depende menos da preferência e mais do peso da carga, do tipo de forno e de quantos ciclos térmicos a cesta tem para sobreviver.

Comparação rápida: cesta fundida vs cesta de malha de arame

Ambos os tipos de cestos são usados em fornos de câmara, poço, empurrador, descartáveis e fornos de rolos, mas são construídos de maneira diferente e se comportam de maneira diferente sob aquecimento e resfriamento repetidos. A tabela abaixo resume as diferenças práticas que mais importam ao especificar uma cesta.

Por que as cestas fundidas lidam melhor com cargas pesadas e de alta temperatura

Uma cesta fundida é produzida por microfusão ou proteção centrífuga, o que permite que as nervuras de suporte interno, as juntas de canto e os recipientes de suporte de carga sejam formados como uma única estrutura contínua, em vez de serem montados a partir de peças soldadas separadas. Isto é importante porque as juntas soldadas são geralmente o primeiro ponto de falha em um acessório de forno. Sob aquecimento repetido acima de 1000°C e resfriamento rápido, uma junta soldada tem tensão térmica específica na linha de solda, enquanto uma estrutura fundida distribui essa tensão por uma seção transversal de transição suave.

Em termos práticos, uma cesta fundida construída a partir de ligas resistentes ao calor, como 1.4849 ou 2.4879, normalmente pode suportar várias centenas de quilogramas de peças distribuídas desigualmente sem flacidez localizada, o que é comum quando peças brutas de engrenagens, eixos ou componentes forjados são carregados fora do centro. A centrífuga é particularmente eficaz para produzir tecidos densos e de grãos finos que resistem à deformação por fluência em altas temperaturas sustentadas, tornando-a uma rota preferida para cestos usados ​​em fornos de rolos contínuos ou fornos empurradores, onde o recurso quase nunca esfria totalmente entre os ciclos.

Situações em que uma cesta fundida é uma escolha certa

• A temperatura operacional do forno está consistentemente acima de 950°C a 1150°C
• O peso da carga por cesto excede aproximadamente 150 a 300 kg
• As peças têm formato irregular e criam cargas pontuais, especificações
• A linha funciona continuamente com resfriamento mínimo entre as cargas
• A vida útil da cesta é medida em anos e não em meses, e o tempo de inatividade para substituir é caro

Por que a malha de arame e as cestas forjadas ganham em peso e fluxo de ar

Malha de arame e cestos forjados são fabricados a partir de barra de aço formada ou arame que é soldado em um grau ou estrutura de cestaria. Como as seções da parede são finas e abertas, esses cestos transportam muito menos massa térmica do que um equivalente fundido do mesmo tamanho. Essa diferença não é trivial: em fornos de carburação a gás ou brasagem a vácuo, cada quilograma de massa de fixação deve ser aquecido e resfriado junto com as peças, e uma cesta mais leve pode reduzir o tempo de ciclo e o custo de energia associado por uma margem mensurável.

Uma estrutura de malha aberta também permite que o óleo de têmpera, o protetor de gás ou a atmosfera de vácuo alcancem a superfície da peça de maneira mais uniforme, e é exatamente por isso que as telas de malha são equipamentos padrão em fornos de brasagem a vácuo e de carburação de baixa pressão. Para fixadores pequenos, componentes de rolamento ou peças de paredes finas que não geram cargas pontuais pesadas, uma cesta de malha soldada é geralmente mais leve no guindaste, mais fácil de carregar pelo braço do robô e menos dispendiosa para substituir quando eventualmente se desgastar.

Situações em que uma cesta de malha de arame faz mais sentido

• As peças são pequenas, leves e distribuídas uniformemente no fundo do cesto
• É necessária uma penetração rápida de gás ou óleo, como na cimentação ou brasagem a vácuo
• A temperatura do forno permanece abaixo de aproximadamente 950°C durante a operação normal
• O orçamento favorecendo um custo inicial mais baixo com substituições mais frequentes
• O reparo no local por soldagem é preferível à espera por uma peça fundida de substituição

Linha de cestas de tratamento térmico em destaque

A comparação acima se torna mais fácil de aplicar quando você vê como essas estruturas são realmente construídas. A seleção abaixo mostra designs de cestos de malha fundida e soldada usados ​​em aplicações de vácuo, soleiras de rolos e fornos multiuso.

Linha de produtos de cesta de tratamento térmico

Desde cestos empilháveis de forno a vácuo até telas de malha soldada e cestos de carga combinados, cada projeto é projetado para um tipo de forno, perfil de carga e faixa de temperatura específicos.

Cesta empilhável de tratamento térmico Cesta Fundida Tela de malha metálica Malha de arame Cesta de carregamento soldada 310S Cesto Soldado Cesta de malha versátil Malha de arame Cesta de Carvão Combinada Fundido soldado

Como a cesta é encaixada no restante do sistema de carga do forno

Uma cesta raramente funciona sozinha. Ele fica em uma bandeja de base de tratamento térmico, é posicionado por um acessório de tratamento térmico e geralmente viaja através do forno em rolos de forno ou em um rolo de soleira projetado para fornos de correia fundida. Ao avaliar a construção fundida versus a construção em malha, é útil observar todo o sistema de carregamento, e não a cesta isoladamente.

• Bandejas de base e acessórios: As bandejas de base de tratamento térmico e os acessórios soldados de tratamento térmico geralmente utilizam o mesmo tipo de liga da cesta para que as taxas de expansão térmica correspondam, evitando emperramento ou rachaduras nos pontos de contato.
• Componentes de transporte do forno: Em linhas contínuas, os rolos do forno para operação contínua do forno e os trilhos e rolos do forno AFC transportam a cesta através da zona de aquecimento, de modo que o peso da cesta afeta diretamente o desgaste dos rolos e a carga de acionamento.
• Tubos de calor radiante: Em fornos a gás, os tubos de calor radiante controlam a uniformidade com que o calor atinge a parede do cesto, o que é mais uma razão pela qual os cestos de malha são preferidos onde a transferência de calor rápida e uniforme através de uma estrutura aberta é uma prioridade.
• Estruturas de apoio: Os pilares do forno e um cabeçote empurrador AFC mantêm o cesto alinhado à medida que avança, o que é particularmente importante para cestos fundidos mais pesados que podem deslocar o centro da carga se o posicionamento não for preciso.
• Equipamento auxiliar: Componentes como as pás do ventilador Ipsen para circulação atmosférica também interagem com o design da cesta, uma vez que uma cesta de malha aberta permite que o fluxo de gás acionado pelo ventilador alcance a carga de maneira mais uniforme do que uma estrutura fundida densa.

Para aplicações de precisão, como componentes aeroespaciais ou de rolamentos, uma cesta de resistência de precisão construída com tolerâncias restritas de ponto de apoio pode reduzir a alteração da peça, mantendo o espaçamento entre os suportes internos abaixo de aproximadamente 200 mm, o que é um fator significativo, independentemente do revestimento externo ser fundido ou soldado.

Lista de verificação prática de seleção

Use a lista de seleção abaixo como uma referência rápida ao especificar uma nova cesta para uma linha de forno nova ou existente.

Recomendação Final

Não existe uma cesta única que seja universalmente melhor, apenas uma cesta que se ajusta melhor a um determinado forno, carga e perfil de temperatura. Cargas pesadas e irregulares em fornos de alta temperatura e alto ciclo fecham uma cesta fundida construída a partir de uma liga resistente ao desgaste e à fadiga térmica. Cargas leves e distribuídas uniformemente que permanecem de rápida penetração na atmosfera e menor massa térmica são melhor atendidas por uma cesta de tela de arame soldada. Na verdade, muitas linhas de produção usam ambos: cestos fundidos para os fornos mais pesados ​​e de maior duração, e cestos de malha para processos mais leves e de ciclo mais rápido, combinando cada acessório com o trabalho que ele executa melhor.