Принципы самостоятельного изготовления муфельной печи

Преимущества и недостатки муфельных печей

Shema-mufalnoj-pechi-300x200.jpgСхема муфельной печи

Муфельная печь предназначена для  термической обработки различных деталей. Используются очень высокие температуры, они дают возможность работать с золотом и глиной. Разогретая рабочая камера позволяет обрабатывать поверхности деталей различными элементами (азотом, хромом или углеродом). Благодаря использованию муфеля камера полностью изолируется от побочных выделений, возникающих при горении любого вида топлива.

Таким образом, помещенная в печь деталь обрабатывается только температурой. Равномерное расположение закрытых нагревателей вокруг защитного кожуха в совокупности с используемыми для его изготовления материалами позволяет добиться равного распределения температуры по всему объему рабочей зоны.

Ради полной изоляции рабочей камеры муфелем пришлось пожертвовать скоростью прогрева с холодного состояния, что не позволяет оперативно вводить оборудование в производство. При этом для приведения печи в рабочее состояние и его стабильной поддержки требуются дополнительные затраты энергоресурсов.

Материалы для муфельных печей

Материалы предназначенные для производства муфельных печей:

  • Конструкционные стали: мягкие стали общего назначения для конструкции теплоизолирующих кожухов, опор, дверц и др.
  • Огнеупорные материалы: высокоглиноземистые огнеупорные муфели, электроизоляция, дверцы и др. Вспененные огнеупорные засыпки для теплоизоляции печей
    • Материалы для электрических печных нагревателей:
  • Сплавы типа: нихром, фехраль в виде проволоки, ленты и стержней
  • Вольфрам: проволока, лента и стержни
  • Молибден: проволока, лента и стержни
  • Тантал: проволока, лента и стержни
  • Платина и платиновые сплавы: проволока, лента, стержни
  • Хромит лантана: стержни, трубки и профили
  • Хромит иттрия: стержни, трубки и профили
  • Хромит скандия: стержни, трубки и профили

Электрические муфельные печи

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

  • электрические;
  • газовые.

По предназначению они делятся на:

  1. для плавки металла;
  2. для обжига керамики;
  3. для плавки стекла;
  4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

127243131-615x550.jpg

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

  • горизонтальные (наиболее простые);
  • вертикальные или горшкового типа;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

  1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали. В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).
  2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет. Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.Ogneupornyiy-shamotnyiy-kirpich-450x371.jpg

    Огнеупорный шамотный кирпич для внутренней отделки муфельной печи

  3. Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты. Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.
  4. Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство. Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.

    Спирали скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки

  5. Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Список материалов и инструментов  для сборки конструкции

  1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
  2. сварочный аппарат;
  3. листовая сталь толщиной >2мм;
  4. металлические уголки;
  5. шамотный огнестойкий кирпич;
  6. огнеупорная смесь;
  7. силикон термостойкий;
  8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м3) или перлит;
  9. защитные очки и респиратор;
  10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
  11. кусачки или ножницы по металлу.

Принцип работы

В закрытом состоянии муфельная печь представляет собой камеру, которая со всех сторон защищена кожухом. Нагревательными элементами в электрических печах служат спирали из нихромовой проволоки, которые с внешней стороны закрываются несколькими толстыми слоями термоизоляции.

Ustrojstvo-promyshlennoj-mufelnoj-pechi-e1513764723643-300x213.jpgУстройство промышленной муфельной печи

Чем качественнее будет выполнена изоляция, тем эффективнее будет расходоваться топливо, и тем большей температуры можно достичь. Вся конструкция закрывается металлическим корпусом. Для аккумуляции тепла используют шамотный кирпич. Распространен и асбест, но от него все чаще отказываются по причине выделения токсических веществ при нагревании.

Муфель изготавливается из материала, способного выдерживать температуру, превосходящую возможности нагревательных элементов минимум на 500 градусов. В домашних моделях используется керамика, волокно или корунд. Каждый из этих материалов способен выдерживать до 2000°C, обладая хорошими показателями теплопроводности.

Таким образом, разогревание камеры происходит практически без потерь температуры и максимально равномерно. В домашних условиях можно собрать печь с муфелем, которая позволит разогревать внутреннюю камеру от 20 до 1200°C за 5-6 часов.

В качественного сделанных изделиях можно плавить ценные металлы без образования примесей, равномерно обжигать декоративную керамику, высушивать различные токопроводящие материалы и прочее.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий