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醫(yī)療器械材料真空爐廠家為您解答真空熱處理技術(shù)及真空爐工作介紹
2024-07-02
真空熱處理是真空技術(shù)與熱處理相結(jié)合的綜合技術(shù)，是指熱處理過程的全部和部分在真空條件下進行。我國把真空分為低、中、高、超高真空。目前，大多數(shù)真空熱處理爐的工作真空度為1.33~1.33×10ˉ3;Pa。真空熱處理幾乎可以實現(xiàn)所有的熱處理工藝，如淬火、退火、回火、滲碳、氮化等。在淬火工藝中，可實現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬、水淬等，以及真空釬焊、燒結(jié)、表面處理等。真空熱處理爐熱效率高，可實現(xiàn)快速加熱和冷卻，可實現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，可清除工件表面的磷屑，并具有脫脂、除氣功能，達到表面光亮凈化的效果。一般來說，被加工工件在爐內(nèi)緩慢加熱，內(nèi)部熱溫差小，熱應(yīng)力小，變形小，產(chǎn)品合格率高。可降低成本，并有除氣作用，從而提高工件的機械性能和使用壽命。工作環(huán)境良好，操作安全，無污染、無公害。對被加工工件無氫脆危險，防止鈦及難熔金屬殼體表面氫脆，真空熱處理工藝穩(wěn)定性、重復(fù)性好。憑借這一系列優(yōu)點，真空熱處理設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展越來越受到重視，應(yīng)用越來越廣泛。
一般金屬材料都是在空氣爐中加熱，由于空氣中含有氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氧化性氣體，這些氣體與金屬發(fā)生氧化，很容易使被加熱的金屬表面產(chǎn)生氧化膜或氧化皮，完全失去原有的金屬光澤。同時，這些氣體還與金屬中的碳發(fā)生反應(yīng)，使表面脫碳。如果爐內(nèi)含有一氧化碳或甲烷氣體，還會使金屬表面的碳增加。對于化學(xué)性質(zhì)非常活潑的Ti、Zr和難溶性金屬W、Mo、Nb、Ta等，在空氣爐中加熱，不但會生成氧化物、氫化物和氮化物，而且會吸收這些氣體，向金屬內(nèi)部擴散，嚴(yán)重惡化金屬材料的性能。這些氧化、脫碳、增碳、氣體吸收甚至腐蝕等弊病，在可控氣氛爐或鹽浴爐中加熱時，有時是不可避免的。為了解決這個問題，通常的方法是，在工件熱處理前留出加工余量，熱處理后再進行加工去除氧化脫碳層。
安全操作
1、真空熱處理爐是近年來得到較大發(fā)展的先進熱處理設(shè)備，工件在超低壓空間內(nèi)加熱、冷卻，具有質(zhì)量好、節(jié)能、安全、污染少等優(yōu)點。
2、真空爐加熱元件采用低壓電，但電源電壓仍為380V，工作時仍需安全用電。
3、真空爐制造時應(yīng)保證不漏氣、不漏水。真空爐爐體、爐蓋采用橡膠件密封，因此需設(shè)防水層進行冷卻。如果爐內(nèi)漏水，爐溫很高，會引起爆炸。真空爐加工的工件應(yīng)清除表面油污，同時避免淬火油槽的油蒸氣進入爐內(nèi)。油蒸氣與空氣混合會形成爆炸性氣氛，一旦遇到明火或電就會發(fā)生爆炸。因此，真空爐裝料后應(yīng)關(guān)閉爐門，將爐腔抽真空后方可通電加熱。
工作特性
(1)水冷裝置真空爐殼、爐蓋、電熱元件傳導(dǎo)處理(水冷電極)、中間真空保溫門等部件，都是在真空和加熱的條件下工作的。在這種極其不利的條件下工作，必須保證各部件結(jié)構(gòu)不變形、不損壞，真空密封圈不過熱、不燒毀。因此，各部件應(yīng)根據(jù)不同的情況配備水冷裝置，以保證真空熱處理爐能正常工作并有足夠的使用壽命。
(2)采用低電壓、大電流：在真空容器中，當(dāng)真空度在幾Torr至1×10-1Torr范圍內(nèi)時，真空容器內(nèi)的通電導(dǎo)體在較高電壓下會產(chǎn)生輝光放電。在真空熱處理爐中，會產(chǎn)生嚴(yán)重的電弧放電，燒毀電熱元件和隔熱層，造成重大事故和損失。因此，真空熱處理爐電熱元件的工作電壓一般不超過80-100伏。同時，在電熱元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)采取有效措施，如盡可能避免尖銳部分，電極間距離不宜過小等，以防止產(chǎn)生輝光放電或電弧放電。
(3)大多數(shù)加熱隔熱材料只能在真空狀態(tài)下使用：真空熱處理爐的加熱隔熱襯里是在真空高溫下工作的，因此這些材料必須耐高溫、蒸氣壓低、輻射效果好、熱導(dǎo)率小?？寡趸阅懿桓摺Ｒ虼?，真空熱處理爐廣泛采用鉭、鎢、鉬和石墨作為加熱隔熱材料。這些材料在大氣中極易氧化，因此，常規(guī)熱處理爐不能使用這些加熱隔熱材料。
(4)嚴(yán)格的真空密封：金屬零件的真空熱處理是在密閉的真空爐中進行的，因此，能否獲得并保持爐子原有的漏氣率，對保證真空爐的工作真空度，保證零件真空熱處理的質(zhì)量有著十分重要的意義。因此，真空熱處理爐的一個關(guān)鍵問題就是要有可靠的真空密封結(jié)構(gòu)。為保證真空爐的真空性能，真空熱處理爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵循一個基本原則，即爐體應(yīng)采用氣密焊接，同時爐體盡量少開或不開孔，少用或避免采用密封結(jié)構(gòu)，以最大限度減少真空泄漏的機會。安裝在真空爐體上的零部件及附件，如水冷電極、熱電偶引出裝置等，也必須采用密封結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(5)自動化程度高：真空熱處理爐自動化程度之所以較高，是因為金屬工件的加熱、冷卻需要幾十甚至幾十個動作才能完成，這些動作都是在真空熱處理爐中進行的，操作人員無法接觸到。同時，有些動作如加熱保溫的完成，金屬工件的淬火過程需要六個動作，必須在15秒內(nèi)完成。要在如此快速的條件下完成許多動作，很容易造成操作人員的緊張，構(gòu)成誤操作。因此，只有自動化程度高，才能準(zhǔn)確及時地按照程序協(xié)調(diào)動作。
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