真空熱處理爐技術介紹

真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業(yè)相結合的綜合技術，是指熱處理工藝的全部和部分在真空狀態(tài)下進行的。我國將真空劃分為低、中、高和超高真空。目前大多數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現全部熱處理工藝，如淬火、退火、回火、滲碳、氮化，在淬火工藝中可實現氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等，還可以進行真空釬焊、燒結、表面處理等。真空熱處理爐熱效率高，可實現快速升溫和降溫，可實現無氧化、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，從而達到表面光亮凈化的效果。一般來說，被處理的工件在爐內加熱緩慢，內熱溫差較小，熱應力小，因而變形小。產品合格率高?？山档统杀?，有除氣作用，從而提高了工作的機械性能和使用壽命。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)定性和重復性好。這一系列的優(yōu)點，開發(fā)真空熱處理設備和工藝被越來越重視和應用越來越廣。

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，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。對于化學性質非?；顫姷腡i、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部擴散，使金屬材料的性能嚴重惡化。這些氧化、脫碳、增碳、吸氣甚至產生腐蝕等弊病，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。

1、真空熱處理爐是近年來得到較大發(fā)展的先進熱處理設備，工件是在超低氣壓的空間里進行加熱和冷卻的。它具有質量好、節(jié)能、安全和污染少等優(yōu)點。

2、真空爐的發(fā)熱體用低壓電，但電源電壓仍為380V，操作時仍需要安全用電。

3、真空爐制造時，應確保不漏氣、不漏水。真空爐爐體和爐蓋等的密封是用橡膠件，因此需要用水隔層進行冷卻。若水漏到爐膛里時，爐膛溫度很高，會引起爆炸。真空爐處理的工件，應清洗凈表面油污，同時避免淬火油槽的油蒸氣進入爐膛。這些油蒸氣和空氣混合后將形成爆炸氣氛，一旦有明火或通電時就會產生爆炸。所以真空爐裝料后應關閉爐門，將爐膛抽成真空后，方可通電加熱。

(1)水冷裝置，真空熱處理爐的爐殼、爐蓋、電熱元件導別處置(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構不變形、不損壞，真空密封圈不過熱、不燒毀。因此，各部件應該根據不同的情況設置水冷裝置，以保證真空熱處理爐能夠正常運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，當真空空度為幾托一lxlo-1托的范圍內時，真空容器內的通電導體在較高的電壓下，會產生輝光放電現象。在真空熱處理爐內，嚴重的會產生弧光放電，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。同時在電熱元件結構設計時要采取有效措施，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，導熱系數小等要求。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)嚴格的真空密封：眾歷周知，金屬零件進行真空熱處理均在密閉的真空爐內進行，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量有著非常重要的意義。所以真空熱處理爐的一個關鍵問題，就是要有可靠的真空密封結構。為了保證真空爐的真空性能，在真空熱處理爐結構設計中必須道循一個基本原則，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構，以盡量減少真空泄漏的機會。安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導出裝置也都必須設計密封結構。

(5)自動化程度高：真空熱處理爐的自動化程度之所以較高，是因為金屬工件的加熱、冷卻等操作，需要十幾個甚至幾十個動作來完成。這些動作內在真空熱處理爐內進行，操作人員無法接近。同時，有些動作如加熱保溫結束后，金屬工件進行淬火工序須六個動作并且要在15秒鐘以內完成。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成誤操作。因此，只有較高的自動化才能準確、及時按程序協調動。

外熱式真空熱處理爐是指有真空罐的爐子，加熱元件，耐火材料等在罐外，被處理工件放在罐內，同時將罐抽成真空。

內熱式真空熱處理爐是將整個加熱裝置（加熱元件、耐火材料）及砍處理的工件均放在真空容器內，而不用爐罐的爐子。

主要特點

(1)嚴格的真空密封：眾歷周知，金屬零件進行真空熱處理均在密閉的真空爐內進行，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量有著非常重要的意義。所以真空熱處理爐的一個關鍵問題，就是要有可靠的真空密封結構。為了保證真空爐的真空性能，在真空熱處理爐結構設計中必須道循一個基本原則，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構，以盡量減少真空泄漏的機會。安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導出裝置也都必須設計密封結構。

(2)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，導熱系數小等要求。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。

(3)水冷裝置，真空熱處理爐的爐殼、爐蓋、電熱元件導別處置(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構不變形、不損壞，真空密封圈不過熱、不燒毀。因此，各部件應該根據不同的情況設置水冷裝置，以保證真空熱處理爐能夠正常運行并有足夠的使用壽命。

(4)采用低電壓大電流：在真空容器內，當真空空度為幾托一lxlo-1托的范圍內時，真空容器內的通電導體在較高的電壓下，會產生輝光放電現象。在真空熱處理爐內，嚴重的會產生弧光放電，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。同時在電熱元件結構設計時要采取有效措施，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。

(5)自動化程度高：真空熱處理爐的自動化程度之所以較高，是因為金屬工件的加熱、冷卻等操作，需要十幾個甚至幾十個動作來完成。這些動作內在真空熱處理爐內進行，操作人員無法接近。同時，有些動作如加熱保溫結束后，金屬工件進行淬火工序須六、六個動作并且要在15秒鐘以內完成。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成誤操作。因此，只有較高的目動化才能準確、及時按程序協調動。2100433B