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真空熱處理爐工作原理詳解
標(biāo)簽: 熱處理爐
2023-06-17  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)真空熱處理即真空技術(shù)與熱處理兩個專業(yè)相結(jié)合的綜合技術(shù),是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下進(jìn)行的。真空熱處理爐熱效率高,可實(shí)現(xiàn)快速升溫和降溫,可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脫脂除氣等作用,從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。

  真空熱處理即真空技術(shù)與熱處理兩個專業(yè)相結(jié)合的綜合技術(shù),是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下進(jìn)行的。我國將真空劃分為低、中、高和超高真空。目前大多數(shù)真空熱處理爐的工作真空度在1.33~1.33×10ˉ³Pa。真空熱處理幾乎可實(shí)現(xiàn)全部熱處理工藝,如淬火、退火、回火、滲碳、氮化,在淬火工藝中可實(shí)現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等,還可以進(jìn)行真空釬焊、燒結(jié)、表面處理等。真空熱處理爐熱效率高,可實(shí)現(xiàn)快速升溫和降溫,可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脫脂除氣等作用,從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。一般來說,被處理的工件在爐內(nèi)加熱緩慢,內(nèi)熱溫差較小,熱應(yīng)力小,因而變形小。產(chǎn)品合格率高??山档统杀?,有除氣作用,從而提高了工作的機(jī)械性能和使用壽命。工作環(huán)境好,操作安全,沒有污染和公害。被處理的工件沒有氫脆危險,對鈦材和難熔金屬殼防止表面氫脆,真空熱處理工藝的穩(wěn)定性和重復(fù)性好。這一系列的優(yōu)點(diǎn),開發(fā)真空熱處理設(shè)備和工藝被越來越重視和應(yīng)用越來越廣。

  一般金屬材料在空氣爐中加熱,由于空氣中存在氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氧化性氣體,這些氣體與金屬發(fā)生氧化作用易使被加熱的金屬表面產(chǎn)生氧化膜或氧化皮,完全失去原有的金屬光澤。同時這些氣體還要與金屬中的碳發(fā)生反應(yīng),使其表面脫碳。如果爐中含有一氧化碳或甲烷氣體,還會使金屬表面增碳。對于化學(xué)性質(zhì)非常活潑的Ti、Zr以及難溶金屬W、Mo、Nb、Ta等,在空氣爐中加熱,除了要生成氧化物、氫化物、氮化物外,還要吸收這些氣體并向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,使金屬材料的性能嚴(yán)重惡化。這些氧化、脫碳、增碳、吸氣甚至產(chǎn)生腐蝕等弊病,在可控氣氛爐或鹽浴爐中加熱,有時也難以避免。為解決這一問題,通常的做法是在工件熱處理前留有加工余量,熱處理后在加工去掉氧化、脫碳層等。

  真空熱處理爐特點(diǎn)

  (1)水冷裝置,真空熱處理爐的爐殼、爐蓋、電熱元件導(dǎo)別處置(水冷電極)、中間真空隔熱門等部件,均在真空、受熱狀態(tài)下工作。在這種極為不利的條件下工作,必須保證各部件的結(jié)構(gòu)不變形、不損壞,真空密封圈不過熱、不燒毀。因此,各部件應(yīng)該根據(jù)不同的情況設(shè)置水冷裝置,以保證真空熱處理爐能夠正常運(yùn)行并有足夠的使用壽命。

  (2)采用低電壓大電流:在真空容器內(nèi),當(dāng)真空空度為幾托一lxlo-1托的范圍內(nèi)時,真空容器內(nèi)的通電導(dǎo)體在較高的電壓下,會產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象。在真空熱處理爐內(nèi),嚴(yán)重的會產(chǎn)生弧光放電,燒毀電熱元件、隔熱層等,造成重大事故和損失。因此,真空熱處理爐的電熱元件的工作電壓,一般都不超過80一100伏。同時在電熱元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要采取有效措施,如盡量避免有尖端的部件,電極間的間距不能太小窄,以防止輝光放電或者弧光放電的發(fā)生。

  (3)大部分加熱與隔熱材料只能在真空狀態(tài)下使用:真空熱處理爐的加熱與隔熱襯料是在真空與高溫下工作的,因而對這些材料提出了耐高溫,蒸汽壓低,輻射效果好,導(dǎo)熱系數(shù)小等要求。對抗氧化性能要求不高。所以,真空熱處理爐廣泛采用了鉭、鎢、鉬和石墨等作加熱與隔熱構(gòu)料。這些材料在大氣狀態(tài)下極易氧化,因此,常規(guī)熱處理爐不能采用這些加熱與隔熱材料。

  (4)嚴(yán)格的真空密封:眾所周知,金屬零件進(jìn)行真空熱處理均在密閉的真空爐內(nèi)進(jìn)行,因此,獲得和維持爐子原定的漏氣率,保證真空爐的工作真空度,對確保零件真空熱處理的質(zhì)量有著非常重要的意義。所以真空熱處理爐的一個關(guān)鍵問題,就是要有可靠的真空密封結(jié)構(gòu)。為了保證真空爐的真空性能,在真空熱處理爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須遵循一個基本原則,就是爐體要采用氣密焊接,同時在爐體上盡量少開或者不開孔,少采用或者避免采用動密封結(jié)構(gòu),以盡量減少真空泄漏的機(jī)會。安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導(dǎo)出裝置也都必須設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。

  (5)自動化程度高:真空熱處理爐的自動化程度之所以較高,是因?yàn)榻饘俟ぜ募訜帷⒗鋮s等操作,需要十幾個甚至幾十個動作來完成。這些動作在真空熱處理爐內(nèi)進(jìn)行,操作人員無法接近。同時,有些動作如加熱保溫結(jié)束后,金屬工件進(jìn)行淬火工序須六個動作并且要在15秒鐘以內(nèi)完成。在這樣迅速的條件來完成許多動作,是很容易造成操作人員的緊張而構(gòu)成誤操作。因此,只有較高的自動化才能準(zhǔn)確、及時按程序協(xié)調(diào)動。