Los hornos de vacío calientan los materiales utilizando elementos calefactores accionados eléctricamente que transfieren energía a la carga de trabajo principalmente por radiación. Este método es muy eficaz en un entorno de vacío, ya que elimina la presencia de aire y gases que podrían causar oxidación o transferencia de calor por convección. La eficacia de la transferencia de calor en los hornos de vacío es especialmente elevada a altas temperaturas, ya que se rige por la Ley de Stefan-Boltzmann, que establece que la tasa de transferencia de calor por radiación aumenta con la cuarta potencia de la temperatura absoluta.
Elementos calefactores y transferencia de energía:
En los hornos de vacío, los elementos calefactores suelen ser de resistencia, inducción o radiación. Estos elementos generan calor que luego se transfiere a la carga de trabajo. En los hornos de vacío de pared fría, el calor se transfiere directamente por radiación, mientras que en los hornos de pared caliente, el calor se transfiere indirectamente. La cantidad de energía necesaria para calentar la carga de trabajo a una temperatura determinada depende de la masa y de la capacidad calorífica específica de los materiales tratados.Eficacia y dependencia de la temperatura:
La transferencia de calor por radiación es muy eficaz en entornos de vacío, pero su eficacia depende de la temperatura. A temperaturas más bajas (por debajo de 600 °C), la velocidad de transferencia de calor puede ser más lenta, por lo que a menudo se emplea el calentamiento por convección llenando el horno con gas inerte para acelerar el proceso. Este método es especialmente útil cuando la carga de trabajo es grande y tiene una elevada relación superficie/masa, ya que ayuda a conseguir un calentamiento uniforme más rápidamente.
Influencia de las características de la carga de trabajo:
La velocidad a la que se calienta la carga de trabajo en un horno de vacío también se ve influida por factores como el color, el acabado superficial y la forma de las piezas. Las piezas que son delgadas y tienen una gran superficie en relación con su masa se calentarán más rápidamente debido a una mejor exposición al calor radiativo.Tipos de hornos de vacío:
Los hornos de vacío son versátiles y pueden especializarse para diversos procesos, como el temple en vacío, la soldadura fuerte, el recocido, el magnetizado, el revenido, la sinterización, la soldadura por difusión y el carburizado. También pueden clasificarse en función del método de calentamiento utilizado, como hornos de resistencia al vacío, hornos de inducción al vacío, hornos de arco al vacío, hornos de haz de electrones y hornos de plasma.
