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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,熱應力小,因而變形小。產(chǎn)品合格率高??山档统杀荆谐龤庾饔?,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。
真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業(yè)相結(jié)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。
真空爐的結(jié)構特點主要包括:
(1)嚴格的真空密封。金屬制品進行燒結(jié)或者熱處理均在密閉的真空爐內(nèi)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,對確保制品的質(zhì)量有非常重要的意義。為了保證真空爐的真空性能,在真空爐設計中必須遵循的基本原則是:爐體要采用氣密焊接;在爐體上盡量少開孔或者不開孔;少采用或避免采用動密封結(jié)構,以盡量減少真空泄漏;安裝在爐體上的附件,如水冷電極、熱電偶導出裝置都必須設計密封結(jié)構。
(2)加熱與隔熱材料只能在真空狀態(tài)下使用。真空電阻爐的加熱與隔熱材料在高溫與真空下工作,對這些材料提出了耐高溫、蒸氣壓低、輻射效果好、導熱系數(shù)小等要求,對杭氧化性要求不高。真空電阻爐廣泛采用了鎢、鋁、鉭和石墨等加熱與隔熱材料,而這些材料在大氣狀態(tài)下極易氧化,常規(guī)電阻爐一般不采用它們作加熱材料。
(3)冷卻裝置。真空爐的爐殼、爐蓋、電熱元件導出裝置〔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,為了保證各部件的結(jié)構不變形,真空密封圈不過熱、不燒損,各部件應該根據(jù)不同的情況設置水冷裝置,以保證爐子正常運行并有足夠的使用壽命。
(4)采用低電壓、大電流。當真空度在0.1一IO0Pa范圍內(nèi)時,通電導體在較高的電壓下會產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象,嚴重的會產(chǎn)生弧光放電以致燒毀電熱元件、隔熱層等。因此,真空爐電熱元件的工作電壓一般都不超過80-100V。同時,在電熱元件結(jié)構設計時要采取一些有效措施,如盡量避免有的部件、電極間距不能太小等。
(5)要求自動程度高。
真空爐中真空壓力表的主要特點
真空壓力表是利用氣體的壓力差變化所引起的彈性元件機械變形來測量壓力的。根據(jù)所采用的彈性元件不聽,把真空壓力表分成三種類型,即彈簧管式、薄膜式和膜盒式,真空壓力表主要特點如下:
(1)性能穩(wěn)定,測量精度較高,反應速度較快。
(2)屬真空計,精度0.5級以上的可作為標準真空計使用。
(3)測量的是總壓力,包括氣體和蒸汽的壓力。
(4)測量的結(jié)果與氣體種類,成分及其性質(zhì)無關。
(5)測量過程中,真空計本身吸氣和放氣很小,不會對被測氣氛產(chǎn)生影響。
(6)真空計內(nèi)部沒有高溫部件,不會使油蒸氣分解。
(7)若選用耐腐蝕材料制造,可測量腐蝕性氣體壓力。
(8)結(jié)構牢固,而且便于密封和安裝。
(9)操作簡便,不需調(diào)整,但需要定期校驗。
真空爐在平時的試驗中如果有液體存在,就需要一個液體蒸發(fā)的過程(高真空下不需要加熱也能氣化),可以通過長時間拉真空來氣化掉這部分液體從而達到高真空(等穩(wěn)定),如果長時間都達不到目標氣壓的話,就要考慮系統(tǒng)和羅茨泵了,你可以直接測一下極限真空(不接入其他系統(tǒng)),若完好則就是系統(tǒng)的密封性能了。
(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(jié)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(jù)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(nèi),當真空空度為幾托一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)構設計時要采取有效措施,如盡量避免有的部件,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。