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真空爐,即在爐腔這一特定空間內(nèi)使用真空體系(由真空泵、真空丈量設(shè)備、真空閥門等元件通過精心拼裝而成)將爐腔內(nèi)部分物質(zhì)排出,使?fàn)t腔內(nèi)壓強(qiáng)小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,爐腔內(nèi)空間然后完成真空狀況,這就是真空爐。
真空爐一般由主機(jī)、爐膛、電熱設(shè)備、密封爐殼、真空體系、供電體系、控溫體系和爐外運(yùn)輸車等組成。密封爐殼用碳鋼或不銹鋼焊成,可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。為避免爐殼受熱后變形和密封材料受熱蛻變,爐殼一般用水冷或氣冷降溫。爐膛坐落密封爐殼內(nèi)。
依據(jù)爐子用處,爐膛內(nèi)部裝有不同類型的加熱元件,如電阻、感應(yīng)線圈、電極和電子槍等。熔煉金屬的真空爐爐膛內(nèi)裝有坩堝,有的還裝有主動(dòng)澆注設(shè)備和裝卸料的機(jī)械手等。真空體系主要由真空泵、真空閥門和真空計(jì)等組成。
安裝電爐的場所應(yīng)符合真空衛(wèi)生的要求,周圍的空氣應(yīng)清潔和干燥,并有良好的通風(fēng)條件,工作場地不易揚(yáng)起灰塵等。這是真空燒結(jié)爐使用時(shí)我們應(yīng)該知道哪些事項(xiàng)。
真空燒結(jié)爐主要用于燒結(jié)活性和不溶性金屬、硬質(zhì)合金、磁性材料和不銹鋼。實(shí)際上是低壓(減壓)燒結(jié)。真空度越高,與中性大氣的距離越近,材料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)就越少。
真空燒結(jié)爐的主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)真空有利于吸附氣體的去除,對(duì)燒結(jié)后期的收縮有明顯的促進(jìn)作用。
(2)真空有利于去除硅、鋁、鎂、鈣及其氧化物等雜質(zhì),起到凈化材料的作用。
(3)真空可以提高液相燒結(jié)的潤濕性,有利于燒結(jié)過程中的收縮,改善合金的組織。
(4)真空是一種理想的惰性氣體。當(dāng)其它一次或惰性氣體不合適,或材料容易脫碳和滲碳時(shí),可采用真空燒結(jié)爐。
(5)減少大氣中有害成分(水、氧、氮等)對(duì)產(chǎn)品的污染。例如,將電解氫中的含水量降低到-40℃是困難的,而在真空燒結(jié)中,只要在幾百帕的范圍內(nèi),真空含量就相當(dāng)于-40℃的。 粘結(jié)金屬在真空液相燒結(jié)過程中的揮發(fā)損失是一個(gè)重要問題。這不僅改變和影響了合金的終成分和結(jié)構(gòu),而且阻礙了燒結(jié)過程本身。粘結(jié)金屬的揮發(fā)損失主要發(fā)生在燒結(jié)后期(即保溫階段)。真空燒結(jié)爐保溫時(shí)間越長,粘結(jié)金屬的揮發(fā)損失越大。因此,化學(xué)雜質(zhì)、水和其他材料與材料中的碳發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致與爐內(nèi)排放。此時(shí),爐壓明顯升高,合金中總碳含量降低。顯然,碳含量的變化取決于原料粉末中的氧含量和燒結(jié)過程中的真空度。二者越高,產(chǎn)生的反應(yīng)越容易,脫碳越嚴(yán)重。
真空燒結(jié)與氣體保護(hù)燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中沒有根本區(qū)別,但燒結(jié)溫度較低,一般可降低100~150℃,有利于延長燒結(jié)爐壽命,降低電能消耗。
運(yùn)用真空燒結(jié)爐時(shí)如下幾點(diǎn)需特別留心:
1、由于模具一般由用戶自備,模具材料基本上選用高純石墨,其耐壓極限為40MPa,建議用戶運(yùn)用在30MPa以下比較安全,加壓前應(yīng)核算模具上、下沖頭的面積,再換算成壓力,具體公式:
體系答應(yīng)加壓(噸)=上或下沖頭面積×30MPa
2、熱電偶為鎢錸型,運(yùn)用過會(huì)發(fā)脆,不能接觸。如損壞應(yīng)及時(shí)替換。其類型是W2型。
3、冬季應(yīng)留心循環(huán)水的保暖問題,不然易發(fā)生水管爆裂。
4、運(yùn)用后爐體應(yīng)堅(jiān)持真空,因爐內(nèi)保溫層易受潮,保真空這樣下次抽真空會(huì)快些。
5、因設(shè)備較復(fù)雜,建議專人運(yùn)用,專人擔(dān)任,對(duì)新手嚴(yán)厲實(shí)施用前培訓(xùn),用后檢查,操作運(yùn)用要有記載等設(shè)備運(yùn)用規(guī)矩。
6、本熱壓爐也可當(dāng)作真空燒結(jié)爐運(yùn)用,用于真空燒結(jié)爐時(shí)留心,在爐內(nèi)放置坩堝后,在蓋上保溫屏蓋后不要忘掉再蓋其中心的小蓋。不然易燒損電爐。
7、操作前應(yīng)做到清潔查詢窗玻璃,清潔爐內(nèi)壁,查詢水壓情況,查詢爐內(nèi)石墨是否有損壞,上電后查詢表面閃現(xiàn)是否正常,檢驗(yàn)液壓體系能否正常作業(yè)。
8、電爐運(yùn)用一年后應(yīng)將表面后送計(jì)量部分進(jìn)行校對(duì)。
我們?nèi)绾伟踩僮髡婵諢Y(jié)爐?
1、中頻電源、真空爐爐體、感應(yīng)圈之冷卻水源——蓄水池之水必須充滿,水中不得有雜質(zhì)。
2、開動(dòng)水泵,使其中頻電源,真空爐感應(yīng)圈、爐體冷卻系統(tǒng)水循環(huán)正常,并調(diào)整水壓控制在規(guī)定值。
3、檢查真空泵電源系統(tǒng),皮帶盤皮帶松緊,真空泵油是否位于油封觀察孔中線。檢查妥后,人工轉(zhuǎn)動(dòng)真空泵皮帶盤,如無異常,可在關(guān)閉蝶閥的情況下,啟動(dòng)真空泵。
4、檢查真空爐體內(nèi)情況,要求真空爐體內(nèi)一級(jí)衛(wèi)生,感應(yīng)圈絕緣良好,密封真空膠帶具有彈性,尺寸合格。
5、檢查真空爐體的杠桿手把啟動(dòng)是否靈活。
6、檢查轉(zhuǎn)動(dòng)式麥?zhǔn)险婵沼?jì)是否合乎要求。
7、檢查石墨坩堝,裝爐配件是否齊全。
8、在以上準(zhǔn)備就緒后,接通電源,中頻電源合閘,按中頻啟動(dòng)規(guī)則,試啟動(dòng)變頻,成功后停止變頻,方可開爐。
9、真空爐體上蓋的觀察、測溫孔,每次開爐均需清潔處理,以便觀察和測溫。
10、裝爐時(shí)應(yīng)根據(jù)不同燒結(jié)產(chǎn)品,采取相應(yīng)裝爐方式。按有關(guān)材質(zhì)裝爐規(guī)則裝盤,不得隨意更改。
11、為了保持恒溫,防止熱輻射,發(fā)熱坩堝上加二層碳纖維,再罩上隔熱屏。
12、墊好真空密封膠帶。
13、操作杠桿手把,轉(zhuǎn)動(dòng)真空爐頂蓋與爐體密切重合,放下頂蓋,并鎖好固定螺母。