宝鸡新高真空炉业有限公司 (原宝鸡先端真空炉业有限公司)
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中低温炉(使用温度1600℃以下) |
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作者:佚名 点击数:13546 更新时间:2013-03-17 文章录入:本站
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1.1 通常情况下, 业界将真空电阻炉按温度划分为: 低温真空电阻炉、中温真空电阻炉、高温真空电阻炉三类。 低温真空电阻炉:工作温度低于1150℃的炉子; 中温真空电阻炉:工作温度在1150℃到1600℃的炉子; 高温真空电阻炉:工作温度高于1600℃的炉子; 1.2 真空电阻炉常用加热体材料的性能特点: 钼,真空一般用于1600℃,真空1800℃时开始挥发加快,保护气氛氢气中由于压力因素挥发减弱,可用到2000℃; 钨,真空一般用于2300℃、真空2400℃时开始挥发加快,保护气氛氢气中由于压力因素挥发减弱,可用于2500℃); 钽,真空一般用于2200℃,与钨、钼不同,钽不能在含氢、氮的气氛中工作,优点是机械加工性能、焊接性能优于钨、钼; 石墨,真空一般用于2200℃,真空2300℃时明显挥发加快,保护气氛(惰性气体)中由于压力因素挥发减弱,可用于2400℃; 1.3 真空电阻炉炉胆(加热体、反射屏)选材: 气体保护或真空电阻炉的选材,通常只有钨、钽、石墨三种; 石墨 用于真空炉的加热石墨,应是高纯、高强度、等静压成型各向同性的三高石墨,否则不会得到可靠的高温性能、电气性能和使用寿命; 国产石墨真空炉采用国产石墨的炉型,多为要求不高的中低温真空电阻炉。 相信,随着国产石墨品质的改进提高,在高温炉中,石墨会得到广泛的应用。 钽 由于钽具备优良的机械加工性能、焊接性能,在真空炉中应用较为广泛,但由于最高使用温度2200℃和不能在保护气中使用,制约了其使用范围。 钨 由于钨具备最优异的高温性能,随着设计、制造技术的改进和提高,钨在真空高温炉中的使用最为普遍。2300℃以下的炉子使用钨不存在任何问题,2300℃时由于挥发加快,会影降低加热体使用寿命,所以通常2200~2500℃时推荐采用氢气保护气氛; 在中低温电阻真空炉中,由于温度较低,一般用不到钨,通常只在石墨、钽、钼中选择;在温度1000℃以下的炉子,也有采用镍镉材料、铁铬铝材料等。 2.基本炉型 基本炉型分为立式、卧式两种。 2.1 立式 立式又分为上出料、下出料两种; 通常,较小的炉子由于手工操作就可以完成装出料工作,采用上出料就可以,成本也较低;当工件质量较大,必须借助于机械装备完成进出料操作时,通常采用下出料。 2.2 卧式 卧式炉,即水平开门的炉子;通常由于结构限制,如高温扩散焊接炉,由于上下部分存在油缸压头,不可能进行进出料操作,于是采用卧式前开门结构。 其它,由于工件尺寸特点,如方型结构,或一次处理量大,料架、工件组合后导致炉膛采用方形,通常采用水平卧式结构,采用前开门进出料。 3.加热体与炉胆 3.1 带状(桶状)加热体 带状加热体由板带制作,以中低温炉用钼带使用较多。优点是制作简单,缺点是表面负荷大或者说能提供的加热功率小。 石墨板条用石墨螺栓连接,也可以制作成带状加热体,用于石墨高温炉。 带状加热体是应用最为广泛、结构最为简单的加热体。 3.2 杆状、丝状加热体 石墨管制作的较大的加热体,是近年出现的也大有前途的一种真空炉加热体,具有拆卸方便、耐腐蚀等优点,在中低温真空炉中得到广泛的应用。 采用钼杆制作加热体的优点是变形小,但钼杆由于电阻小会导致加热电压低,表面负荷大。 与钼杆相比,采用钼丝制作加热体的最大优点是:一方面可以具有较小的表面负荷,另方面不会因局部几根加热丝损坏耳立即检修。缺点是加热体更换麻烦,必须专业人员完成。 3.4 金属炉胆 通常金属炉胆都采用钼箔材、镜面不锈钢等制作成多层反射屏。 3.5 非金属炉胆 即采用氧化铝纤维毡(低温炉)、石墨纤维毡(中温、低温炉)作为保温层的炉胆。优点是保温效果最好,最为节省功率。缺点是低温时炉子降温缓慢,需要采用风冷降温以提高降温速度;石墨纤维在抽真空、风冷时会在炉膛内飘扬,极易造成短路、污染工件、保温层厚度损失寿命降低等问题。 4.炉内料架 炉内料架依据工件的几何尺寸、 工件质量、炉内温度计算确定。通常中低温炉料架由钼、或石墨材料制作。 无论石墨料架或钨料架一般均采用积木、卯榫结构。 5.水冷炉壳 5.1高温炉炉壳通常采用双壁水冷炉壳,夹套中通循环冷却水,保证炉壳外表面温度不大于65℃; 5.2内壁材料采用304不锈钢,外壁采用碳钢。外表面喷砂喷塑或喷漆处理;水质较差,考虑酸洗除垢时外层也采用不锈钢。 5.3炉壳内表面通常进行抛光处理,要求达到400目,目的是提高真空炉的真空性能。 6.0 装出料机构 6.1小型卧式前开门炉型、小型立式上出料炉型等小工件炉子不需要特殊的装出料机构,手工即可完成装出料操作。 6.2 卧式前开门炉子,无法手工完成时通常采用市售电动插车辅助装出料。我们也可以特 别设计专用插车。 6.3 立式下出料真空炉的大质量工件通常采用炉门下降,移出炉体正下方用天车辅助装出料;或炉门下降,用插车辅助装出料; 这种炉子的炉门需要设计成自动上升、下降的装出料机构。通常采用稳定、可靠的机械传动系统。液压法也可以,但由于受油缸同步性差的影响,应用不多;先端炉业设计的此结构关门时具备缓冲功能、恢复关门时具有良好的复位对中能力。 7.0 真空系统与配置 真空炉的真空获得设备通常分为油扩散泵系统、分子泵系统两大类。分别实现6×10-3Pa、6×10-5Pa的极限真空。 7.1 两种高真空系统的区别与选择: A. 可以实现的极限真空不同,分子泵系统通常比有扩散泵系统优2个数量级; B. 真空系统对炉室的污染不同,分子泵系统不会对真空炉室造成污染;油扩散泵系统即便采取措施也会多少存在返油现象。 C. 真空系统的选择:对于高纯材料、粉体材料等要求很高的炉子,通常选择分子泵系统,不会有任何污染,但系统造价很高;一般情况,可以选择油扩散泵系统。 7.2 油扩散泵系统 油扩散泵真空系统通常由冷阱、高阀、扩散泵、罗茨泵、旋片泵(或滑阀泵)及管道、泵间阀、隔振波纹管等组成; 7.3 分子泵系统 分子泵系统通常由高阀、涡轮分子泵、罗茨泵、旋片泵(或滑阀泵)及管道、泵间阀、隔振波纹管等组成; 8.温度控制系统 由加热体、热电偶、可编程温控仪和调压变压器组成温度获得和控制系统。 工件规格频繁,或热处理要求较高时,一般要求配零件偶,工作时置于零件中心,测定其温度,与炉温对比,便于工艺制订和判断。通常热偶采用K型、N型、钨铼或铂铑热偶。 一般炉子的均温性根据炉型和要求不同,控制在±5℃或±10℃,仪表控制精度为1℃. 9.自动控制系统 9.1 基本组成: 先端公司真空炉控制系统,一般配置由:台湾研华17“平板电脑、德国西门子PLC或日本欧姆龙PLC、英国欧陆或日本岛彦可编程温度控制仪、浙大中控无纸记录仪、成都真空计等关键器件组成。 控制系统存储20条炉温、工艺指令,每条工艺指令可设定不少于20段工艺步骤。 9.2 参数输入系统 由电脑输入升温、保温、降温温度工艺曲线,炉批号等工艺参数。 系统输入参数须有管理员权限。 9.3 参数控制系统 由PLC作为系统的控制枢纽,向各执行机构发出控制信号;温控、机械动作等均采用闭环控制。 各命令间由必要的联锁、互锁、自锁等逻辑控制。 9.4 参数记录系统 采用无纸记录仪(用户可变更为有纸记录仪),记录真空、温度、加热电流等曲线; 电脑可以将记录内容备份。 9.5 专家系统: 专家系统用来对所设定的工艺曲线作对比,以防止超出设备允许的参数设定,以保护设备、维护设备的正常使用。 简单炉型的专家系统也可以采用在某参数设定时,弹出提示对话框,提醒操作者设定正确参数。 9.5 报警系统 设备在运行过程中若发生非常情况时,为了保护设备和工件则停止加热;若发生缺水或水压不足时,为了保护炉体、电极和设备密封圈,则停止加热;气源压力不足报警;炉内压力超压时报警;热偶故障时报警等。 报警系统在以上所有故障发生时会发出声、光报警。 9.6后备电源 为做应急处理,系统配有UPS电源以保证突然断电时,完成必要的操作,保证设备的安全运行 10. 低温快冷 低温快冷是用于炉子降温段,特别是400℃以下时,随炉自然降温速度较慢,为提高生产效率而设的充气降温手段。在中低温大型炉中一般采用较多。高温炉中,宝鸡先端由于多采用冷壁炉胆,因此使用不多。等采用热璧炉胆时, 由于低温降温速度较慢,建议采用低温快冷措施,提高生产效率。 低温快冷可以采用炉内循环、炉外循环两种方式,冷却气体一般采用惰性气体。
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