Opções de estufa e forno de câmara para atmosferas modificadas
As soluções de atmosfera modificada da Carbolite Gero para fornos e fornos de câmara incluem produtos com retortas embutidas, equipamento de retorta opcional, bem como soluções totalmente personalizadas.
Para temperaturas de até 700°C, a Carbolite Gero fabrica a linha HTMA de estufas com atmosfera modificada. Essas estufas são projetados especificamente para alcançar um excelente controle de uma atmosfera inerte com o objetivo principal de reduzir a concentração de oxigênio a níveis muito baixos.
Os controles de fluxo separados para gases de purga e de processo significam que, uma vez que a câmara tenha sido purgada do ar atmosférico, o gás de processo pode ser usado com taxas de fluxo mais baixas. A alternância entre gases de purga e de processo pode ser feita manualmente ou adicionando a opção de um sistema de controle programável automático. Os níveis de oxigênio até 50 ppm são alcançáveis.
Para manter uma atmosfera modificada, um recipiente selado é necessário. Uma retorta é normalmente usada em fornos de câmara para atingir esse requisito. Equipamentos e acessórios opcionais de atmosfera modificada permitem maior flexibilidade operacional, pois os produtos podem ser usados para múltiplas aplicações envolvendo diferentes gases, vácuo ou atmosfera não modificada.
Uma retorta pode ser usada para vários processos de tratamento térmico que requerem uma atmosfera inerte ou reativa controlada, e. para evitar a oxidação ou para aumentar a dureza da superfície. A retorta A105, que incorpora uma vedação de borracha de silicone, pode atingir níveis mais baixos de oxigênio do que a retorta A107, que usa uma vedação de areia. Fabricado em liga de NiCr (Inconel) com temperatura máxima de operação de 1100°C ou aço inoxidável 314 com temperatura máxima de operação de 1050°C.
A retorta de liga A105 NiCr (Inconel) é vedada por uma porta isolada com abertura frontal removível e vedação de borracha de silicone. As conexões de entrada e saída de gás são facilmente acessíveis na parte frontal. Níveis de oxigênio abaixo de 30ppm são alcançáveis ao purgar com um gás inerte apropriado.
As retortas A105 para fornos de laboratório CWF são equipadas com uma sobreposta de termopar de 3 mm no centro da porta. A retorta e o forno devem ser pedidos juntos conforme o forno é modificado para permitir que seja usado com e sem a retorta. A retorta A105 pode ser usada em combinação com o sistema de segurança de gás para laboratório com uso de hidrogênio.
A retorta de liga A107 NiCr (Inconel) com uma tampa removível rasa localiza-se em uma vedação de areia no topo de uma base profunda. Pode ser usado para recozimento e carburação de pacotes.
As conexões de entrada / saída de gás montadas na frente se estendem através das fendas na porta do forno. A retorta e o forno devem ser pedidos juntos conforme o forno é modificado para permitir que seja usado com e sem a retorta.
O forno de recozimento GLO apresenta uma retorta à prova de vácuo com posicionamento altamente simétrico dos elementos de aquecimento. A porta frontal da retorta cilíndrica pode ser aquecida, se necessário, bem como resfriada a ar do lado de fora ou purgada com gás inerte frio com o sistema de resfriamento rápido opcional.
Os fornos com câmara de atmosfera modificada GPCMA são equipados com uma retorta metálica para fornecer um volume aquecido com uma atmosfera controlada. Disponível com uma faixa de temperatura máxima de 1000°C a 1150°C, dependendo do material da retorta selecionado. Os volumes de trabalho da retorta variam de 37 a 245 litros. Os níveis de oxigênio podem ser reduzidos para 30 ppm dependendo da aplicação. Perfeito para componentes por manufatura aditiva de alívio de tensões, particularmente aqueles produzidos via DMLS.
Para temperaturas mais altas do que as alcançáveis em um forno de câmara, um forno a vácuo pode ser usado para criar atmosferas modificadas até uma temperatura de 3000°C.
A gama de fornos a vácuo oferecida pela Carbolite Gero inclui fornos de câmara de vácuo, fornos de capota de vácuo, fornos de carregamento inferior, fornos de vácuo de laboratório e fornos de tubo a vácuo. Cada forno pode ser usado com um gás reativo ou um gás inerte. A maioria dos produtos em nossa linha de fornos a vácuo está disponível com isolamento de metal, grafite ou cerâmica. Mediante solicitação, os modelos de grafite podem ser configurados para operar com segurança até 3000°C.
Além da linha padrão de equipamentos e produtos de atmosfera modificada, a Carbolite Gero é especialista no desenvolvimento de equipamentos customizados para processos complexos de tratamento térmico.
Resolver os requisitos de aplicação individual dos clientes deu à Carbolite Gero um lugar importante na indústria aeroespacial, engenharia, ciência de materiais, medicina, biociência e laboratórios de teste de contrato em todo o mundo, para citar alguns.
Este HTMA 6/220 modificado foi modificado para o tratamento térmico de um grande número de wafers semicondutores. O processo envolveu a liga de 330 nanômetros (nm) de ouro em pastilhas de silício de 8 polegadas, 50-200 micrômetros (µm) de espessura. As bolachas são diluídas e têm espessuras diferentes:
O forno foi equipado com a opção de resfriamento rápido para resfriar rapidamente o forno de 420°C a 200°C em 20 minutos. Dois ventiladores de resfriamento estão localizados na parte traseira do forno.
O ar frio é soprado ao redor da parte externa da câmara através de dutos localizados entre o isolamento e a parede da câmara. Para evitar qualquer excesso de fluxo de ar quando o resfriamento não for necessário, uma válvula borboleta automática também está localizada no tubo de saída.
O controlador de temperatura é programado para usar o status do intertravamento da porta para iniciar ou parar automaticamente um ciclo de processo, permitindo assim um ciclo contínuo. O aquecimento é acionado quando o sensor lambda detecta que o nível de oxigênio dentro da câmara caiu abaixo de um certo limite; por exemplo, quando o oxigênio cai para 50 partes por milhão (ppm), o programa de temperatura é iniciado.
Outras modificações incluem posições de prateleira personalizadas dentro da câmara para permitir espaço para racks de wafers em cada prateleira, medidores de fluxo adicionais para acomodar o uso de gases alternativos, como argônio, e um suporte de piso opcional para elevar o forno até uma posição viável para o operadores. O controlador de temperatura também é configurado para alternar automaticamente entre as taxas de fluxo de gás de processo e purga.
Para manter um ciclo de processamento contínuo, era importante que quando a porta fosse aberta a 200°C para descarregar e recarregar, o HTMA retornasse rapidamente às melhores condições de operação, tanto em termos de temperatura quanto de concentração de oxigênio na câmara.
O gráfico mostra claramente que os níveis de oxigênio aumentam rapidamente no ponto em que a porta do forno foi aberta, seguido por uma redução rápida quando a porta é fechada novamente, pois o fluxo de purga de nitrogênio é disparado automaticamente. Isso foi registrado pelo sensor lambda instalado no forno e por um analisador de oxigênio independente.
Usar uma bomba de vácuo para evacuar a retorta à temperatura ambiente e voltar a encher com um gás inerte pode ser um requisito no tratamento térmico de materiais porosos.
Isso proporcionará uma atmosfera muito mais pura em comparação com a purga isolada.
Este forno é projetado para a calcinação (decomposição térmica) de materiais catalisadores, para uso em química de produção. O processamento de tais materiais pode criar um ambiente corrosivo dentro do forno, daí a necessidade de construir a retorta de Hastelloy C-2000®, uma liga composta de níquel, cromo, molibdênio, ferro e cobre. Essa combinação oferece maior resistência à corrosão.
Este forno de câmara de retorta customizado é capaz de atingir temperaturas de até 1200°C, no entanto, devido às propriedades de resistência térmica do material da retorta, o forno é limitado a uma temperatura máxima de trabalho de 1000°C. As temperaturas de trabalho típicas são de até 700°C.
A retorta tem um volume de 1000 litros e é projetada para aceitar até 12 das bandejas de amostra do próprio cliente apoiadas em um suporte também construído em Hastelloy C-2000®. Um tubo de entrada de gás permite ao cliente modificar a atmosfera dentro da retorta, introduzindo um gás não inflamável, como nitrogênio ou argônio, para atender aos requisitos de seu processo. A porta da retorta é mantida fechada por grampos industriais centralizados e é travada com segurança por dois cilindros pneumáticos.
A fornalha é dividida em três zonas aquecidas, uma na lareira e duas situadas verticalmente em cada lado da câmara. O controle de temperatura é fornecido por três controladores Eurotherm 3508 conectados via comunicação digital, permitindo a retransmissão do ponto de ajuste do controlador da zona central para os outros dois controladores. Cada zona aquecida está ligada a um controlador de temperatura excessiva 3216CC separado.
Toda a instrumentação está alojada em um gabinete de controle separado, que também possui um medidor de quilowatt-hora para permitir que o cliente monitore seu consumo de energia.
A unidade inclui um sistema de resfriamento forçado projetado para soprar ar ambiente na cavidade entre a retorta e o isolamento do forno. O ventilador é capaz de fornecer 600m3 de ar por hora a uma pressão de 9” de água, reduzindo o período geral de resfriamento para aproximadamente 3 horas.
Seja um produto padrão com capacidade de atmosfera modificada ou um sistema totalmente personalizado, a Carbolite Gero fabricou milhares de fornos ao longo dos anos e realizou projetos em todo o mundo.
Entre em contato conosco para uma consulta gratuita e fale com um especialista em produtos para encontrar a solução mais adequada para sua necessidade de aplicação!
