真空热处理炉.ppt

第七章 真空热处理炉真空热处理是随着精密机械制造业、国防等尖端工业的开展而开展起来的新型热处理方法，特别是近些年来，对零件性能、精度要求的提高使真空炉越来越受到人们的重视除用于难熔金属和活泼金属的热处理外，逐渐被应用到钢铁材料的淬火、回火、退火、渗碳、渗氮、渗金属等各领域Ø 金属在高温和真空下容易产生挥发Ø 此处所说真空与物理意义上的真空不同Ø工件无氧化、脱碳，可保持外表光洁度；Ø对零件还有脱气、脱脂的作用；Ø可提高材料的机械性能，尤其是疲劳强度和耐磨性Ø炉内传热主要依靠辐射进行，加热速度慢，温度均匀性较差；Ø设备复杂，投资高按照真空度分按照真空度分类Ø低真空〔 ～ 10-1〕Ø高真空〔10-2 ～ 10-4〕Ø超高真空〔10-4 ～〕按照工作温度分按照工作温度分类Ø低温炉〔 ～ 650℃ 〕Ø中温炉〔650℃～1000℃〕Ø高温炉〔1000℃～〕6.1 真空热处理炉根本类型真空热处理炉根本类型按照炉子按照炉子结构与加构与加热方式分方式分类Ø外热式真空热处理炉Ø内热式真空热处理炉按照作按照作业性性质分分类Ø间歇式真空炉Ø半连续真空炉Ø连续真空炉一、一、 外热式真空热处理炉外热式真空热处理炉炉体结构根本与普通箱式炉类似，将盛放工件的密封炉罐抽成真空状态，并严格密封。

Ø炉罐大多为圆筒形；Ø水平或垂直方向放置；Ø整个炉罐置于炉内或局部伸出炉外形成冷却室；Ø可采用双重真空设计，外部低真空防止炉罐变形a.箱式炉；b.井式炉；c.台车式炉；d.升降式炉；e.三室半连续炉优点点Ø结构简单，易于制造Ø真空容积小，排气量小，易到达高真空Ø炉子动作少，操作简单，故障少，维修方便缺点缺点Ø传热效率低，加热速度慢Ø受炉罐材料所限，工作温度低于1100℃Ø炉罐的一局部暴露与大气中，热损失较大Ø炉子的热容量及热惯性很大，控制困难Ø炉罐的使用寿命较短二、二、 内热式真空热处理炉内热式真空热处理炉发热体、辐射隔热屏热处理工件全部蜜蜂在水冷炉壁的真空室内，也称冷壁真空炉可实现快速加热和冷却，使用温度高，可大型化，生产效率高，相比较而言内热式真空热处理炉的应用范围更广Ø气淬真空炉；Ø油淬真空炉；Ø退火、回火，渗碳，渗氮等炉型；双室油淬、气冷真空炉三室油淬、高压气淬真空炉6.2.1 加加热装置装置6.2 真空真空热处理炉的理炉的结构与构与设计P总 ——炉子的总功率P计算——理论计算值η——效率也可以采用经验计算法，利用有效加热区容积与加热功率的关系曲线，确定功率Ø主要依靠辐射传热，工作条件较好，但高温下易挥发，防止真空放电〔低于100V〕Ø镍铬合金和铁铬铝合金在真空中只能用于较低温度和中度真空范围；Ø钼、钽、钨在真空中加热容易挥发，相应的使用温度降低Ø硅碳棒真空中使用温度为1400℃，短时1600℃，硅钼棒真空中1300℃发生软化；Ø石墨电极真空中超过2400℃会迅速挥发6.2.2 隔隔热方式方式冷壁真空热处理炉可用一般耐火材料、石墨毡或金属隔热屏进行隔热，大多数采用个不锈钢或高熔点金属做隔热屏隔热。

Ø全金属隔热屏〔钨、钽、钼、不锈钢多层结构〕；Ø夹层式隔热屏〔金属的内外屏中充耐火纤维〕Ø石墨毡隔热屏〔用石墨绳将多层石墨毡缝扎在钢板网上〕6.2.3 炉体炉体结构构炉体根本上就是一个薄壳受压容器，工作中受大载荷，要求具有足够的强度和稳定性Ø尽可能采用圆筒结构，强度和稳定性好，焊缝少；Ø炉壳设有水冷装置，吸收热量，防止高温变形〔水冷管或冷却夹层〕Ø炉壳上尽量少开孔或不开孔，减少泄漏的时机Ø炉壳内壁设计温度一般低于150 ℃，保证焊缝的气密性和强度6.2.4 冷却系冷却系统真空热处理炉的冷却方式可分为气体冷却气体冷却和油冷却油冷却和水冷却和水冷却Ø气体冷却有两种，一种是加热冷却在同一室进行，另一种是加热式和冷却室分开Ø气冷介质有氢、氦和氩等，常用的是99.999%以上的高纯氮气，易被氮化的钛合金用氢冷却Ø油冷必须采用专门的低蒸汽压真空淬火油；Ø水冷情况下，冷却室与加热室间用真空阀门分隔6.2.5 真空系真空系统p真空系统必须满足三个根本要求Ø能迅速将真空热处理炉抽至所要求的极限真空度Ø应能及时地排出被处理工件和炉内结构件连续放出的气体，以及因真空泄漏而渗入炉内的气体Ø使用、安装、维修保养简便p真空系统的选用根据炉子所要求的真空度选择适宜的真空泵，选配相应的真空阀门、管道等p真空系统一般由真空泵、真空阀门、真空测量仪表、冷阱、管道等局部组成p采用油扩散泵(或增压泵)的真空系统，工作时先开动旋转泵预抽真空，当到达扩散泵或增压泵最大反压强时。

油扩散泵才能投入工作p采用旋转泵、油扩散泵和增压泵组成的真空系统时，工作时先用旋转泵预抽真空，再用增压泵抽中真空，当大局部气体去除后．扩散泵再投人工作The EndThe End。