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隨著工業(yè)化的進程和發(fā)展,真空爐在模具生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用,主要用于陶瓷燒成、真空冶煉、電真空零件除氣、退火、金屬件的釬焊,以及陶瓷-金屬封接等。 真空爐的真空熱處理幾乎可實現(xiàn)全部熱處理工藝,如淬火、退火、回火、滲碳、氮化,在淬火工藝中可實現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等,還可以進行真空釬焊、燒結(jié)、表面處理等。真空爐熱,可實現(xiàn)快速升溫和降溫,可實現(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,從而達到表面光亮凈化的效果。
真空爐和中頻電爐在熱加工領(lǐng)域有著很好的發(fā)展前景,用于:透熱、軋制、鍛造、彎管、熱處理(淬火)、焊接等工藝的感應(yīng)加熱。那么真空爐和中頻電爐的熱處理技巧是什么呢?
1.真空爐處理鈦合金時,不宜用氮氣作為冷卻氣體,因為鈦和氮在高溫下反應(yīng),形成金黃色的氮化鈦。
2.真空爐活動連接部分全部采用O型橡膠圈密封連接,此部分均通水冷卻。
3.工件在真空狀態(tài)下淬火,應(yīng)使用真空淬火油,此油具有較低的飽和蒸氣壓。
4.真空爐的保養(yǎng)應(yīng)在真空或充純氮狀態(tài)下,避免平時不用時吸氣,吸潮。
5.國內(nèi)真空爐的壓升率應(yīng)不大于1.33Pa/h,國外某些企業(yè)的標準為0.67Pa/h
6.真空加熱以輻射為主,工件在爐內(nèi)應(yīng)該保持間距。
7.升溫過程中,工件及爐內(nèi)材料會放氣,使真空度下降。
8.真空回火、真空退火、真空固溶處理及真空時效的加熱溫度一般與常規(guī)處理時加熱溫度相同。
9.真空回火爐應(yīng)該具有快冷裝置。冷卻水的壓力應(yīng)該大于0.2Mpa,流量應(yīng)可調(diào)。
10.冷卻氣體:鋼一般采用百分之99.995純度的氮氣,高溫合金采用百分之99.999的氮氣或氣,鈦合金采用百分之99.995的氣。
11.升溫:放入工件后,一般先預(yù)抽至6.67Pa時方可升溫加熱。
真空爐的結(jié)構(gòu)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(shè)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(gòu),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(dǎo)出裝置都必須設(shè)計密封結(jié)構(gòu)。
(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(dǎo)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(dǎo)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(gòu)不變形,真空密封圈不過熱、不燒損,各部件應(yīng)該根據(jù)不同的情況設(shè)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(dǎo)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(gòu)設(shè)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,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,使爐腔內(nèi)壓強小于一個標準大氣壓,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、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,有的還裝有主動澆注設(shè)備和裝卸料的機械手等。真空體系主要由真空泵、真空閥門和真空計等組成。
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,并有良好的通風條件,工作場地不易揚起灰塵等。這是真空燒結(jié)爐使用時我們應(yīng)該知道哪些事項。