真空爐加熱室如何選擇及使用真空度
2024-08-08
在真空技術(shù)中,把低于一個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)稱為真空。這是一種比正常大氣更為稀有的氣體狀態(tài),真空中殘留氣體的稀有程度就是真空度,也就是真空度。
按照真空度的定義,衡量真空度最直接的物理量是單位體積內(nèi)分子的個(gè)數(shù)。但由于歷史和技術(shù)的原因,真空度是用抽真空容器中殘留氣體的絕對壓強(qiáng)來表示的。“壓強(qiáng)”是指單位面積容器壁上的壓力。它是目前國際上表示真空度的通用物理量。1958年,第一屆國際技術(shù)會(huì)議建議以Torr作為真空計(jì)量單位,定義為“1Torr為1個(gè)大氣壓的1/760”。因?yàn)?個(gè)大氣壓等于760mmHg,所以Torr可以與mmHg通用。國際單位制(SI)規(guī)定壓強(qiáng)的單位為Pa,是(N/m2)的專用名稱。目前,Pa已逐漸取代Torr成為包括我國在內(nèi)的許多國家真空壓強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)基本單位。
真空度越高,氣體壓強(qiáng)越低,爐內(nèi)氣體分子數(shù)越少,反之,氣體壓強(qiáng)越高,真空度越低??梢?,壓強(qiáng)和真空度成反比。
在各類文獻(xiàn)中,除了Pa和Torr外,還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、bar、kgf/cm2等。幾種常用單位之間的換算關(guān)系如下。
1Torr=133.3Pa
1Pa=7.5×10-3Torr
1Torr=1mmHg
1Torr=1/760大氣壓
真空區(qū)域的劃分
真空區(qū)域的劃分有很多種方法,目前我國把真空區(qū)域分為低真空、中真空、高真空和超高真空。各真空區(qū)域?qū)?yīng)的真空值為:
低真空:105-102 Pa(760-1 Torr)
中真空:102-10-1 Pa(1-10-3 Torr)
高真空:10-1-10-5 Pa(10-3-10-7 Torr)
超高真空:<10-5 Pa(<10-7 Torr)
不同的真空區(qū)域,分子運(yùn)動(dòng)的物理現(xiàn)象不同。 離子氮化是在中、低真空中進(jìn)行的,其壓力范圍通常為7-1000Pa。
真空爐加熱室的類型有:
石墨反射屏:真空爐使用的石墨材料一般有硬氈、軟氈兩種,適用于一般鋼材的淬火、回火、退火。高溫釬焊、粉末冶金、燒結(jié)等。
金屬隔熱屏:真空爐一般采用不銹鋼、鉬等材質(zhì),鉬反射屏適用于溫度較高、對爐內(nèi)環(huán)境要求高的材料(如:高溫合金、鈦合金、磁性材料等)的淬火、退火、高溫釬焊、燒結(jié)等工藝。
不銹鋼反射屏適用于回火、低溫退火、時(shí)效、真空鋁釬焊等一些低溫爐選件。
真空的選擇
對于淬火熱處理,要求中等真空(一般極限在4X10-1Pa),如軸承鋼、模具鋼、結(jié)構(gòu)鋼等真空熱處理,可采用雙級泵(前級泵和羅茨泵)。
對于一些要求高真空的產(chǎn)品,如(高溫合金、鈦合金、磁性材料等的真空熱處理或高溫釬焊,一般需采用三級泵(前級泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵等)。極限在10-4Pa以下。
基礎(chǔ)知識:
在真空爐中加工鈦合金時(shí),不宜使用氮?dú)庾鳛槔鋮s氣體,因?yàn)殁伜偷獨(dú)庠诟邷叵聲?huì)反應(yīng)生成金黃色的氮化鈦。
真空爐各可動(dòng)連接部位均采用O型橡膠圈密封連接,并用水冷卻。
工件在真空狀態(tài)下淬火時(shí),應(yīng)使用真空淬火油,其飽和蒸汽壓較低。
真空爐不使用時(shí)應(yīng)保持真空或純氮狀態(tài),避免吸入、吸濕。
在加熱過程中,工件及爐內(nèi)材料都會(huì)放出氣體,使真空度降低,西姆武工程師建議真空爐用戶在再次使用真空爐設(shè)備時(shí),應(yīng)先對真空爐進(jìn)行烘烤,讓真空爐內(nèi)的水汽揮發(fā)掉。
真空回火、真空退火、真空固溶處理、真空時(shí)效的加熱溫度一般與常規(guī)處理的加熱溫度相同。
真空回火爐應(yīng)有快速冷卻裝置,冷卻水壓力應(yīng)大于0.2Mpa,流量可調(diào)。SIMUWU熱處理服務(wù)工程師提醒您,冷卻水應(yīng)使用中性,不要使用酸性。
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