Étude de cas : Suscepteur

Un brevet pour une capacité de charge maximale

Suscepteurs (alternativement appelés moufles) sont le cœur de toute installation de traitement thermique et sont généralement fabriqués en matériaux robustes. graphite et CFC . Ils garantissent une répartition homogène de la température dans l’espace utile et permettent ainsi des processus de traitement thermique précis, reproductibles et efficaces sur le plan énergétique. Étant donné que les zones d’ouverture du four sont soumises à des forces importantes lors du chargement et du déchargement de pièces lourdes, elles doivent non seulement résister à la chaleur, mais également être extrêmement résistantes sur le plan mécanique. Découvrez ici comment Graphite Materials a relevé ce défi.

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Contexte

Les suscepteurs définissent l’espace de réaction dans lequel les matériaux (par exemple de l’industrie automobile ou de l’industrie des outils) sont traités, frittés ou durcis. Tout comme les composants à l’intérieur du four, le moufle lui-même doit répondre aux exigences les plus élevées en matière de stabilité et de longévité. Les composants à traiter sont introduits dans le four sur des systèmes à rouleaux et y subissent un traitement thermique à des températures supérieures à 1 500 °C. Les composants sont ensuite placés dans un bac de récupération de chaleur. Au cours du processus, tous les composants se dilatent thermiquement. Cela représente un défi majeur pour chaque fixation et chaque assemblage de matériaux dans le suscepteur.

Aperçu

Secteur d’activité :

Fabrication d’outils, de moules et de machines

Procédure :

Traitement thermique

Solution :

Suscepteur breveté avec module terminal monolithique et embase continue

Prestations :

des services de conseil, Ingénierie , documentation technique, Fabrication

résultat :

– durée de vie accrue

– fréquence d’échange réduite

– une capacité de charge fiable dans la zone de chargement

Le défi

Les suscepteurs conventionnels sont constitués de plusieurs modules assemblés, généralement en deux parties : un élément de fond plat et un segment circulaire au-dessus. Cette conception présente toutefois un inconvénient majeur : la faiblesse mécanique au niveau de l’ouverture de chargement.
L’entrée et la sortie régulières de pièces lourdes par un système de rouleaux (par exemple, des ébauches en carbure de tungstène) génèrent des forces importantes, notamment sur le premier élément de fond. Celles-ci peuvent entraîner des fissures ou des ruptures dans les constructions modulaires, avec des conséquences importantes pour la production, la maintenance et la rentabilité.

La tâche concrète :

L’objectif était de concevoir un nouveau moufle en graphite capable de résister à des contraintes thermiques et mécaniques élevées sans présenter de faiblesses structurelles au niveau des jonctions dans la zone de chargement. Les exigences de la nouvelle conception étaient les suivantes

  • Capacité de charge mécanique plus élevée sur le premier module critique
  • Amélioration de la stabilité thermique
  • Réduction des besoins en maintenance
  • Compatibilité avec les systèmes de four existants

Résultats du processus

Grâce à la nouvelle conception, le résultat est beaucoup plus robuste : Une construction spéciale en une seule pièce des modules d’extrémité avec de solides connexions de plaques d’ancrage s’assemblent pour former un système global durable qui résiste de manière fiable aux contraintes mécaniques permanentes au niveau de l’ouverture de chargement. Ce concept breveté par Graphite Materials augmente considérablement la durée de vie du suscepteur et réduit la fréquence de remplacement.

Le résultat

  • Modules d’extrémité monolithiques: Une unité fabriquée en une seule pièce, composée d’un segment de cercle et d’une surface inférieure, nettement plus résistante que les constructions modulaires.
  • Embase continue:
    Répartition uniforme de la charge, moins de tensions locales, meilleure stabilité.
  • Assemblages de plaques d’ancrage en croix:
    Points de fixation fraisés avec une grande précision pour un assemblage sûr sans éléments saillants.
  • Fabrication simplifiée: des modules identiques aux deux extrémités du moufle en graphite simplifient la production et la gestion des stocks.
  • Moins d’arrêts de production: Réduction significative de la casse des matériaux, durée de vie plus longue, moins d’interventions de maintenance.
  • Coûts de maintenance réduits : remplacement facile des segments d’extrémité en cas de besoin de remplacement.

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