什么是石墨熱場
石墨熱場是真空電阻爐的中心部分,它的好壞直接影響到爐子的功能及其運營本錢。石墨熱場的規(guī)劃是多種多樣的,詳細挑選哪一種規(guī)劃方案,首要基于對工藝流程的詳細分析。大多數(shù)真空電阻爐的熱場包括四個首要組成部分:加熱器及其銜接部件,隔熱部件(或許反射屏),熱場支撐部件
和工件承載爐床
從形狀上來區(qū)分,石墨熱場能夠有方形和圓形之 分,圓形熱場在真空爐領(lǐng)域中占有較高的份額。為了能夠從爐膛中方便地裝置和移除,一切的石墨熱場都被制造成為模塊的形式。
大多數(shù)高溫真空爐是選用電阻加熱的方法。加熱器的選材能夠是金屬或許石墨。根據(jù)需求,加熱器能夠規(guī)劃成多種形式。加熱器資料的挑選首要取決于工作溫度。關(guān)于低工作溫度的,例如真空回火爐來說,價格便宜的鎳鉻合金就能夠擔(dān)任。關(guān)于需求高溫,用來做熱處理的比如,淬火爐和釬焊爐來說,鉬和石墨是現(xiàn)在最盛行的資料。
多年以來,鉬金屬幾乎徹底專用于真空熱處理和釬焊爐中,同時也普遍存在一種誤解是說:從石墨資料中排放的物質(zhì)會和某些資料起化學(xué)反響而且污染爐內(nèi)工件。早期石墨加熱器僅限于形狀簡單的那種,而且石墨部件之間的的銜接和電學(xué)功能不是很穩(wěn)定。隨著石墨資料功能和加工工藝的提高,現(xiàn)已有越來越多的石墨加熱器應(yīng)用到熱處理和釬焊爐中,在數(shù)量上現(xiàn)已超過了鉬加熱器。石墨加熱器的首要優(yōu)勢是:規(guī)劃輕巧,形狀豐富,耐久經(jīng)用和易于維 護。
隔熱部件/反射屏
鉬金屬和石墨(碳纖維石墨化氈)也可用于真空爐的隔熱部件。在一個全金屬熱場中,隔熱屏是由多層金屬板構(gòu)成的,每層隔熱板之間預(yù)留必定的空間。例如,在一個1315℃工作溫度的規(guī)范真空爐中,隔熱屏往往內(nèi)部由兩層鉬薄板,還有外面三層不銹鋼薄板構(gòu)成。假如要求更高的工作溫度,鉬薄板的層數(shù)以及每一層的厚度都要隨之添加。假如工作溫度超過1650℃,能夠用鉭薄板來替代鉬薄板。關(guān)于全金屬熱場來說,隔熱功能的好壞首要取決于金屬薄板之間的層數(shù)及距離,這些距離用來避免熱量從熱場中心區(qū)域向外輻射傳導(dǎo)。因為鉬薄板所具有的反射特性,使得從熱場中心區(qū)宣布的熱輻射從頭反射給位于熱場中心的工件。全金屬熱場往往適用于對真空度和清潔度要求很高的運用環(huán)境(例如:醫(yī)療器械的出產(chǎn))。關(guān)于全金屬熱場來說,需求留意的是鉬金屬在1150℃以上,因為金屬的重結(jié)晶會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象,脆化的金屬隔熱屏簡單遭到掉落到屏上面的夾具或工件的損傷。因為鉬金屬價格較高,全金屬熱場的本錢也往往要高于其他資料制成的熱場。
還有一種盛行的規(guī)劃方案是選用石墨資料制造熱場隔熱部件。規(guī)范的石墨保溫資料由板狀或許多層毯狀石墨化碳纖維資料組成,在接近熱場中心的內(nèi)外表往往需求加覆一層石墨紙或碳碳復(fù)合資料薄板用來提高熱反射率和避免高壓氣流的沖刷。因為石墨資料本身所具有的多孔性和可滲透性,各層隔熱資料之間不需求預(yù)留額外的空間。石墨資料具有優(yōu)良的隔熱功能,本錢一般較金屬屏低,而且十分易于運用。就制造本錢,經(jīng)用性和可維護性而言,石墨隔熱軟氈較石墨隔熱硬氈具有必定的優(yōu)勢。
經(jīng)過出產(chǎn)實踐,金屬隔熱屏往往不適于環(huán)境惡劣的真空釬焊工藝。來自于焊料的金屬物質(zhì)會沉積在金屬隔熱屏的外表,因為隔熱屏與所附著的焊料物質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同,金屬隔熱屏?xí)a(chǎn)生曲折變形與斷裂,這會最終下降金屬屏的隔熱功能。金屬屏在遇到銅焊合金濺射的情況下很簡單遭到損傷,導(dǎo)致屏的外表構(gòu)成孔洞,熱量會從這些孔洞中傳遞出去。當(dāng)然,運用厚一些的金屬屏特別是鉬合金的屏?xí)由旖饘贌釄龅倪\用壽命,可是卻添加了可觀的本錢。比較好的解決方案是選用石墨資料制造隔熱部件,實踐證明,雖然在釬焊工藝中會有許多焊料沉積在石墨隔熱資料的外表,可是卻不會產(chǎn)生熔解的焊料與石墨隔熱資料的熔合現(xiàn)象。雖然有人會質(zhì)疑,認為石墨資料比金屬資料更簡單吸收水分,水分對釬焊工藝過程損害很大,可是,實踐證明熱場循環(huán)往復(fù)的升溫與降溫會很好地掃除石墨隔熱資料中的水分。
熱場承載部件
根據(jù)爐體的形狀,熱場承載部件一般由一個或多個圓形鋼環(huán)組成,資料一般選用不銹鋼而不是一般的碳鋼,不銹鋼雖然使本錢有所添加,可是卻大大添加了其經(jīng)用性。在大多數(shù)真空爐規(guī)劃中,在不銹鋼環(huán)的四周遍布氣體噴嘴,因此,熱場承載部件還扮演了一個讓氣體全方位遍布整個工件的人物。隔熱部件是經(jīng)過各種形狀的不銹鋼部件固定在熱場承載部件上面的。
工件承載爐床
工件承載部件是規(guī)劃用來支撐熱處理工件的部件,其制造資料仍然是現(xiàn)在盛行的金屬鉬和石墨。一般是在爐床上制造滑軌用以負荷工件,而且經(jīng)過螺釘固定裝置在爐膛外面的加強區(qū)域。因為資料的強度高,關(guān)于同樣分量的工件,鉬爐床能夠制造得比石墨爐床更輕。在長時間循環(huán)往復(fù)的熱環(huán)境下,鉬制軌跡會產(chǎn)生必定程度的變形。石墨爐床雖然分量大一些,還有其在低溫下熱容量較大,可是石墨爐床不會熱變形,還有便是石墨良好的導(dǎo)熱性下降了它的一些不利因素。雖然石墨比鉬便宜,石墨的導(dǎo)軌卻因為石墨的脆性的特點簡單在裝載工件的時候掉屑。進來新研制的石墨纖維資料能夠避免掉屑的產(chǎn)生,可是造價比較高,甚至比鉬制資料還要高。
在挑選爐床資料時遇到的首要問題是高溫環(huán)境下呈現(xiàn)的固體共熔現(xiàn)象,便是說爐床資料與工件資料有時在高溫下會呈現(xiàn)共熔現(xiàn)象。例如,在1165℃的溫度以上,碳會和鎳金屬產(chǎn)生局部的共熔現(xiàn)象。鎳金屬是許多鋼材里邊常用的金屬元素(特別是不銹鋼),因此這些鋼制部件在熱處理過程中不能和石墨爐床或許夾具產(chǎn)生觸摸。因為這個原因,石墨爐床滑軌一般需求裝置陶瓷或許鉬制部件用來把工件和石墨爐床阻隔。在特定條件下,金屬鉬也會和某些資料產(chǎn)生共熔現(xiàn)象。而且金屬鉬能夠和一些鋼材中常用的金屬合金產(chǎn)生化學(xué)反響,可是往往反響溫度遠高于正常熱處理溫度范圍。