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真空热处理炉的原理、结构、作用、特点及发展趋势!
2019-09-11 12:00:05
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连云港真空热处理工艺

  真空热处理炉的原理、结构、作用、特点及发展趋势!


  真空热处理炉的炉膛真空度可达133×(10-2~10-4)h。炉内加热系统可直接用电阻炉丝(如钨丝)通电加热,也可用高频感应加热,最高温度可达3000℃左右。主要用于陶瓷烧成、真空冶炼、电真空零件除气、退火、金属件的钎焊,以及陶瓷-金属封接等。下面,大家就和小编一起来了解一下它的原理、结构和作用吧!


  真空热处理炉的原理:


  真空热处理炉是利用热媒水的相变进行热交换的,燃料燃烧释放出的热量被热媒水吸收,当温度上升至某真空状态下的饱和温度时,蒸发成饱和和蒸汽,完成第一次相变过程。凝结水流进蒸发室继续吸热,完成相变循环。真空热水锅炉的下部结构由燃烧室和传热管束组成;上部为真空室,其中插入了U型管热交换器;真空室外接抽气单元,使真空室保持稳定的真空度,并将真空室内不凝结气体抽出,提高U型热交换器的换热效率。


  真空热处理炉的结构:


  真空热处理炉一般由炉膛、电热装置、密封炉壳、真空系统、供电系统和控温系统等组成。密封炉壳用碳钢或不锈钢焊成,可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。为防止炉壳受热后变形和密封材料受热变质,炉壳一般用水冷或气冷降温。炉膛位于密封炉壳内。根据炉子用途,炉膛内部装有不同类型的加热元件,如电阻、感应线圈、电极和电子枪等。熔炼金属的真空热处理炉炉膛内装有坩埚,有的还装有自动浇注装置和装卸料的机械手等。真空系统主要由真空泵、真空阀门和真空计等组成。


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  真空热处理炉的作用:


  1、真空淬火(回火、退火)就是通过把材料或零件在真空状态下按工艺规程加热、冷却来达到预期性能的一种处理方法。

  2、真空钎焊即在真空状态下,把一组焊接件加热到填充金属熔点温度以上,但低于基体金属熔点温度,借助于填充金属对基体金属的湿润和流动形成焊缝的一种焊接工艺。(钎焊温度因材料不同而异)

  3、真空烧结即在真空状态下,把金属粉末制品加热,使相邻金属粉末晶粒通过粘着和扩散作用而烧结成零件的一种方法。

  4、真空加磁主要适用于金属材料加磁处理。


  真空热处理炉用途广泛,炉型系列较多,这里以介绍周期作业式预抽真空热处理炉为主。该类型真空热处理炉由钢板和型钢组焊制成井式或箱式炉壳,炉衬采用节能型复合纤维或全纤维保温结构,电热元件采用耐高温电阻合金元件布置于炉膛四周,炉罐采用耐高温不锈钢板自动密焊卷制,炉盖采用双水冷真空橡胶密封不锈钢内保温炉盖。根据工艺需要配置真空密封风机。预抽真空热处理炉内可装备冷却系统,将炉内热氮抽出接冷氮进罐快冷循环系统。


  真空热处理炉的工作方式:


  预抽真空热处理炉以井式结构应用较多,需要类似井式炉一样放在基础坑内工作,卧式真空热处理炉或台车式真空热处理炉直接放在水平地面即可使用。用车间行车起吊装载工件,装入工件,压紧炉盖密封后,预先用真空泵将炉内抽至指定的真空压力,然后根据工件工艺需要进行真空加热、真空退火、真空回火等。


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  真空热处理炉的分类方式:


  1.真空热处理炉一般大多采用电加热方式,但加热方式仍有区别,分为内热式真空热处理炉和外热式真空热处理炉。

  2.真空热处理炉由真空度的要求又分为高真空热处理炉和低真空热处理炉。

  3.真空热处理炉由外形结构为三种:井式真空热处理炉、卧式真空热处理炉、台车式真空热处理炉。

  4.从热处理工艺来看,也可以将真空热处理炉分为淬火、退火、回火、烧结等不同用途。


  真空热处理炉的特点及发展趋势!


  真空热处理炉的特点及发展趋势!真空热处理即真空技术与热处理两个专业相结合的综合技术,是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的。真空热处理炉热效率高,可实现快速升温和降温,可实现无氧化、无脱碳、无渗碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脱脂除气等作用,从而达到表面光亮净化的效果。


  真空热处理即真空技术与热处理两个专业相结合的综合技术,是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的。我国将真空划分为低、中、高和超高真空。目前大多数真空热处理炉的工作真空度在1.33~1.33×10ˉ3Pa。真空热处理几乎可实现全部热处理工艺,如淬火、退火、回火、渗碳、氮化,在淬火工艺中可实现气淬、油淬、硝盐淬火、水淬等,还可以进行真空钎焊、烧结、表面处理等。真空热处理炉热效率高,可实现快速升温和降温,可实现无氧化、无脱碳、无渗碳,可去掉工件表面的磷屑,并有脱脂除气等作用,从而达到表面光亮净化的效果。一般来说,被处理的工件在炉内加热缓慢,内热温差较小,热应力小,因而变形小。产品合格率高。可降低成本,有除气作用,从而提高了工作的机械性能和使用寿命。工作环境好,操作安全,没有污染和公害。被处理的工件没有氢脆危险,对钛材和难熔金属壳防止表面氢脆,真空热处理工艺的稳定性和重复性好。这一系列的优点,开发真空热处理设备和工艺被越来越重视和应用越来越广。


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  一般金属材料在空气炉中加热,由于空气中存在氧气、水蒸气、等氧化性气体,这些气体与金属发生氧化作用易使被加热的金属表面产生氧化膜或氧化皮,完全失去原有的金属光泽。同时这些气体还要与金属中的碳发生反应,使其表面脱碳。如果炉中含有或气体,还会使金属表面增碳。对于化学性质非常活泼的Ti、Zr以及难溶金属W、Mo、Nb、Ta等,在空气炉中加热,除了要生成氧化物、氢化物、氮化物外,还要吸收这些气体并向金属内部扩散,使金属材料的性能严重恶化。这些氧化、脱碳、增碳、吸气甚至产生腐蚀等弊病,在可控气氛炉或盐浴炉中加热,有时也难以避免。为解决这一问题,通常的做法是在工件热处理前留有加工余量,热处理后在加工去掉氧化、脱碳层等。


  1、真空热处理炉是近年来得到较大发展的先进热处理设备,工件是在超低气压的空间里进行加热和冷却的。它具有质量好、节能、安全和污染少等优点。


  2、真空热处理炉的发热体用低压电,但电源电压仍为380V,操作时仍需要安全用电。


  3、真空热处理炉制造时,应确保不漏气、不漏水。真空热处理炉炉体和炉盖等的密封是用橡胶件,因此需要用水隔层进行冷却。若水漏到炉膛里时,炉膛温度很高,会引起爆炸。真空热处理炉处理的工件,应清洗净表面油污,同时避免淬槽的油蒸气进入炉膛。这些油蒸气和空气混合后将形成爆炸气氛,一旦有明火或通电时就会产生爆炸。所以真空热处理炉装料后应关闭炉门,将炉膛抽成真空后,方可通电加热。


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