基于石墨材料的諸多優良特性，詳細分析了真空熱處理爐中石墨加熱元件的各種結構形式，以及設計和使用中的一些注意事項，為石墨加熱元件在真空爐行業的推廣和使用提供參考。關鍵詞:石墨加熱元件的使用條件。石墨具有耐高溫、熱膨脹小、抗熱震性強的特點。在室溫下，石墨的強度比金屬差，但其機械強度為2500。以下c隨著溫度的升高而升高，范圍為1700 ~ 1800。c最好，甚至超過所有氧化物和金屬材料。

石墨加熱元件在真空爐中的應用

1.石墨加熱器的使用條件。石墨加熱器的材料一般采用優質石墨或三高石墨。由于不同廠家生產的石墨坯料電阻率差異很大，通常為8 ~ 13 fl。刪除:n可以是m，設計時可以用loll bang/m臨時計算。廠家確定后，適當修改變壓器的電氣參數，加熱系統的功率可以滿足設計要求。發熱元件由石墨纖維制成，其電阻率為4.7 fl。N _ z/m. (1)電阻爐石墨加熱器的使用壽命取決于其氧化揮發速度、表面功率、最高工作溫度等。當真空度為10時。當溫度約為10.3 Pa時，工作溫度應低于2200°C。如果加熱器需要在2200°C以上工作，爐子必須保持在低真空或保護氣體中，如H2、N2、CO2、M等。被引入爐內以產生一定的壓力來減少揮發，從而使操作溫度可達到3000℃左右。(2)石墨發熱元件的允許表面負載值很大，約為40 ~ 60 W/cm3。一般石墨棒、管、板等元件的輻射面積很大，其表面載荷值很低。因此，在設計石墨加熱元件時，可以忽略負載極限。(3)石墨在低溫下具有良好的導熱性，但在高溫下下降到低溫的幾分之一。因此，加熱體的中心和外表面之間的溫差在加熱體中引起機械應力...因此，石墨發熱體的壁厚通常為8 ~ 16毫米，加厚部分的厚度為16 ~ 30毫米。對于實心棒，當石墨加熱棒直徑超過P12mm時，最好用石墨管代替，這樣不僅可以增加電阻值，增大散熱面積，提高熱效率，還可以克服實心棒芯部與外部溫差過大，高溫時損壞電熱元件的缺陷。(4)石墨發熱體作為真空爐的電熱元件，電壓不能過高，否則會導致爐內真空放電或輝光放電，損壞電熱元件；電壓過低會增加電熱元件的電流，使電熱元件的連接結構困難復雜，增加電損耗。因此，元件的電壓應在200 V以下，根據工作溫度和爐內氣氛，電壓應在170-30v之間。(5)石墨電熱元件的電阻率隨溫度變化很小，一般不考慮電阻的溫度系數。在設計中，根據電壓和功率，可以選擇一個定值的變壓器來滿足要求。  

基于石墨材料的諸多優良特性，詳細分析了真空熱處理爐中石墨加熱元件的各種結構形式，以及設計和使用中的一些注意事項，為石墨加熱元件在真空爐行業的推廣和使用提供參考。

關鍵詞:石墨加熱元件的使用條件。石墨具有耐高溫、熱膨脹小、抗熱震性強的特點。在室溫下，石墨的強度比金屬差，但其機械強度為2500。以下c隨著溫度的升高而升高，范圍為1700 ~ 1800。c最好，甚至超過所有氧化物和金屬。石墨熔點高，蒸汽壓低，真空爐內的氣氛中會含有低濃度的碳，碳會與殘留氣體中的O:和H2O蒸汽分子發生反應，產生凈化作用。即使在低真空度下，待處理工件也能獲得光亮的表面狀態，大大簡化了真空系統，降低了成本，這是任何金屬電熱體無法比擬的。

由于上述一系列優異的特性，石墨作為真空電阻爐的加熱元件，在熱處理行業越來越受歡迎，在高溫電阻爐中的應用也越來越廣泛。

1.管式加熱器管式加熱器可分為單相和三相。圖3顯示了廣泛使用的單相管式加熱器。從管子的一端切成相等的兩部分，另一端不切，使加熱長度增加一倍，從而增加電阻。同時，為了增加加熱器的強度，加熱器的切割端的厚度被加厚。L-是加熱部分，L-是加厚部分，電加熱器的電阻等于上下兩部分電阻之和。圖3單相管式加熱器示意圖圖4所示為三相管式加熱器，其結構與單相相似。它從管子的一端被切成三等份，而另一端沒有被切開。它被三個間隙分成三個電阻相同的部分，在兩端連接成星形，A、B、C為三相端子。必要時，根據阻力的需要，可在每相上開一個或多個長槽以增加阻力。圖4組合棒加熱器示意圖超細石墨13546972862王永超

2.組合桿狀加熱器管式加熱器多用于帶有圓筒形工作室的電阻爐。由于材料尺寸的限制，它只適用于小型高溫真空爐。由于原材料尺寸的限制，管式加熱器無法滿足大型熱處理爐的要求，整體加工不僅制造成本高，而且在使用過程中局部損壞，使用成本高。圖5顯示了一種新開發的組合式棒形加熱器，它適用于1500℃。c真空爐下面。這種結構采用石墨棒作為發熱元件，由幾個部件組裝而成，因此不受原材料尺寸的限制，易于加工，大大節約了制造成本。如果在使用過程中由于碰撞、氧化、老化等原因造成零件損壞，可以更換局部零件，方便維修，大大降低使用成本。整個結構主要由石墨加熱棒、石墨錐套、石墨導電環、99瓷絕緣連接環、石墨螺栓等組成。石墨加熱棒為加熱元件，通過石墨錐形夾套固定在上下兩端的石墨導電環上。石墨導電環和99瓷絕緣連接環通過石墨螺栓連接，形成兩個完整的環。通過合理安排石墨加熱棒、石墨導電環和99瓷連接環的數量和位置，使石墨加熱棒形成所需的串并聯電路，最后由電極引出棒連接，與外接電源相連，達到加熱的目的。C △圖5三相管式加熱器示意圖

3.各種石墨加熱元件的結構1.1最簡單的單桿單相電加熱器如圖1所示。電流從兩端直接引入石墨棒，LL是加熱部分，L2是連接部分。為了增加熱值，石墨棒可以做成空心的。由于中心部分不需要加熱，電能可以被有效地利用。圖1最簡單的單相電加熱器示意圖X: Si Ban}，“Not3ctr”為例。r-圖2單相細長電加熱器示意圖。由于石墨毛坯的限制，無法將接合部分和工作部分做成一個整體。如圖2所示，可以做成幾個部分，然后用螺母把這些部分連接起來。設計時要注意，由于石墨材料存在氣孔、雜質、顆粒等缺陷，應采用粗螺紋連接，螺釘內徑應大于發熱體工作部分的. 194直徑，刻螺紋長度應為螺釘長度的1.5倍，以保證接頭處有足夠的導電面積。特別是使用大電流時，為了改善螺紋連接與電極接頭的接觸，應在緊密部位涂石墨膏，以增加導電面積。

4.平板式加熱器圖6所示為平板式加熱器，是近年來新采用的加熱元件。它具有制造方便、散熱面積大、能承受較大熱應力的優點。圖6平板加熱器饋電示意圖平板加熱器主要用于方形工作室。根據有效加熱面積的大小，可以由一塊或幾塊串聯和并聯而成。制作時，將石墨坯料加工成板狀，然后在其上制作若干個槽，形成一個圈。電極引出端A和B應該加厚。根據爐溫均勻性的要求，在爐子的兩側、頂部和底部布置平板加熱器，形成一個方形的工作室，可以達到多面加熱的目的。

5.石墨布和石墨帶加熱體，石土螺旋壓板，石墨加熱帶連接柱，圖7石墨帶固定方式示意圖。近年來，將石墨纖維編織成石墨布或帶制成發熱元件，多根帶并聯可形成單相和三相電源。與石墨相比，石墨布具有熱慣性小、不變形、柔韌性好等特點，得到了廣泛的應用。圖7是石墨帶最簡單的固定方式，方便更換元件。石墨纖維編織的尺寸可以根據電阻率的要求和爐子的空間布置進行特殊編織。

6.結論就石墨的某些性質而言，它既像金屬又像陶瓷。說它像金屬，是因為它導熱導電性能高，加工性能好。說它像陶瓷是因為它多孔，熱膨脹系數小，非常小，接近于零。石墨電阻大，在加熱器截面積大的情況下可以使用低壓大電流電源，容易得到高溫。與真空爐常用的鎢、鉬、鉭等純金屬材料相比，價格便宜很多。基于上述優點，作為真空電阻爐和保護氣氛爐的加熱元件，越來越受到熱處理行業的追捧。