Un horno de vacío es un tipo de horno en el que el producto en el horno está rodeado por un vacío durante el procesamiento. La ausencia de aire u otros gases evita la oxidación , la pérdida de calor del producto por convección y elimina una fuente de contaminación. Esto permite que el horno caliente materiales (típicamente metales y cerámicas) a temperaturas tan altas como 3.000 ° C (5.432 ° F ) [1] con materiales seleccionados. Las temperaturas máximas del horno y los niveles de vacío dependen de los puntos de fusión y las presiones de vapor de los materiales calentados. Los hornos de vacío se utilizan para realizar procesos comorecocido , soldadura fuerte , sinterización y tratamiento térmico con alta consistencia y baja contaminación.
El calentamiento de los metales a altas temperaturas al aire libre provoca normalmente una oxidación rápida , lo cual no es deseable. Un horno de vacío elimina el oxígeno y evita que esto suceda.
Un gas inerte , como el argón , se utiliza a menudo para enfriar rápidamente los metales tratados de nuevo a niveles no metalúrgicos (por debajo de 400 ° F [200 ° C]) después del proceso deseado en el horno. [2] Este gas inerte se puede presurizar a dos veces la atmósfera o más, luego circular a través del área de la zona caliente para recoger calor antes de pasar a través de un intercambiador de calor para eliminar el calor. Este proceso continúa hasta que se alcanza la temperatura deseada.
Los hornos de vacío se utilizan en una amplia gama de aplicaciones tanto en industrias de producción como en laboratorios de investigación.
A temperaturas por debajo de 1200 ° C, un horno de vacío se usa comúnmente para el tratamiento térmico de aleaciones de acero . Muchas aplicaciones generales de tratamiento térmico implican el endurecimiento y revenido de una pieza de acero para hacerla fuerte y resistente durante el servicio. El endurecimiento implica calentar el acero a una temperatura predeterminada y luego enfriarlo rápidamente en agua, aceite o un medio adecuado.
Otra aplicación para los hornos de vacío es la carburación al vacío, también conocida como carburación a baja presión o LPC. En este proceso, se introduce un gas (como el acetileno) como presión parcial en la zona caliente a temperaturas típicamente entre 1.600 y 1.950 ° F (870 y 1.070 ° C). El gas se disocia en sus elementos constituyentes (en este caso carbono e hidrógeno). Luego, el carbono se difunde en el área de la superficie de la pieza. Esta función normalmente se repite, variando la duración de la entrada de gas y el tiempo de difusión. Una vez que la carga de trabajo está correctamente "revestida", el metal se enfría con aceite o gas de alta presión (HPGQ). Para HPGQ, se utiliza comúnmente nitrógeno o, para un enfriamiento rápido, helio. Este proceso también se conoce como endurecimiento de la caja .