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真空爐加熱工作原理綜述
2024-09-06
真空爐是一種將材料加熱到極高溫度并進行燒結(jié)和熱處理等工藝的爐子，具有高一致性和低污染性。爐內(nèi)的產(chǎn)品被真空包圍。沒有空氣或其他氣體可以通過對流將熱量傳遞給產(chǎn)品，并消除了污染源。
真空爐功能
1、真空淬火是將材料或零件在真空中按一定的工藝規(guī)程加熱和冷卻，以達到所需性能的方法。
2、真空釬焊是將一組焊件在真空狀態(tài)下加熱到填充金屬的熔點，但低于母材熔點的焊接工藝。
3、真空燒結(jié)是將金屬粉末制品在真空條件下加熱，使相鄰的金屬粉末晶粒間通過黏附、擴散作用燒結(jié)成零件的方法。
真空爐的工作原理
真空爐利用熱媒水的相變進行熱交換，燃料燃燒放出的熱量被熱媒水吸收，當(dāng)溫度升到某一真空狀態(tài)的飽和溫度時，蒸發(fā)為飽和狀態(tài)并氣化，完成第一次相變過程。流入蒸發(fā)室的冷凝水繼續(xù)吸熱，完成相變循環(huán)。真空熱水鍋爐下部結(jié)構(gòu)由燃燒室和一束傳熱管組成;上部為真空室，真空室內(nèi)插入U型管換熱器;真空室接有抽氣裝置，使真空室保持穩(wěn)定，并將真空室內(nèi)的不凝性氣體抽出，提高U型管換熱器的傳熱效率。
惰性氣體通常用于在爐內(nèi)完成所需工藝后，快速將處理過的金屬冷卻至非冶金水平。這種惰性氣體可以加壓至大氣壓的兩倍或更高，然后循環(huán)通過熱區(qū)區(qū)域以吸收熱量，然后通過熱交換器去除熱量。該過程持續(xù)進行，直到達到所需溫度。
通常，真空爐的內(nèi)部工作由一系列密封的燃燒室組成。在這個氣密組件的中心，一個防漏爐殼與一個空氣凈化泵相連。熱感應(yīng)元件(可能由合適的石墨或陶瓷制成)提供所有工作負荷的熱能。流體輸送管道進一步控制熱處理過程，輸送惰性氣體和工件冷卻液。
非線性真空爐處理
傳統(tǒng)的熱處理配置遵循嚴格的線性工作流程。工件放入爐中，火焰或感應(yīng)線圈使金屬部件硬化，然后在水或油箱中進行淬火階段。加熱和冷卻操作一步一步進行。通過改變這種技術(shù)的程序性質(zhì)，熱處理工程師可以獲得更多控制權(quán)，從而獲得更可預(yù)測的結(jié)果。在本文的主題真空爐中，非線性方法有益地修正了熟悉的熱處理順序。使用快速循環(huán)空氣凈化泵，將密封爐中的空氣抽空。通過石墨或陶瓷線圈的電阻電荷施加熱量。電荷是有限可控的，無對流內(nèi)腔沒有污染物。更好的是，沒有空氣對流來破壞熱能的傳播方式。
一體化熱處理解決方案
此處好處是，每個工藝變量都是可控的。如果需要冷卻介質(zhì)來突然降低爐內(nèi)工件的轉(zhuǎn)變溫度，則可以將惰性氬氣冷卻流泵入密閉室。如果將部分壓力引入爐內(nèi)以控制鉻的蒸發(fā)效應(yīng)(如鉻鋼表面所經(jīng)歷的那樣)，則將另一種惰性氣體引入爐內(nèi)。工件除氣、真空滲碳、退火和回火工作、真空淬火，所有這些服務(wù)都可以在真空爐內(nèi)進行。在工藝結(jié)束時，當(dāng)零件從密閉爐膛中出來時，它們滿足客戶的尺寸限制，并且不會出現(xiàn)任何變色或結(jié)垢。
從根本上講，真空爐是集成了多個工藝平衡階段的一體化設(shè)備組件。真空爐有一個密封外殼，采用批量或單個工件處理機制。外部，多層雙層硬化和焊接金屬夾套、石墨和金屬陶瓷電氣元件提供熱量。水冷管和散熱風(fēng)扇可快速排出多余的熱能。爐內(nèi)提供所有常規(guī)硬化和金屬變形服務(wù)，淬火站完成設(shè)備構(gòu)建。對于后一種服務(wù)，可以使用油或氣來實現(xiàn)完全淬火。值得注意的是，真空爐還集成了冷卻功能，通過爐內(nèi)填充的惰性氣體流來實現(xiàn)冷卻。
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