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文档简介

第八章真空热处理炉,授课人:杨晓敏,2008.01.04,返回总目录,教学提示,教学要求,了解真空热处理炉的分类、结构、特点和适用;了解真空热处理炉的电热元件及主要元件的设计;了解电炉真空系统组成、工作原理和特点。,真空热处理是热处理工艺过程的全部或部分在真空状态下进行。真空当作一种纯度较高的保护气体。,第八章真空热处理炉,81真空系统82真空热处理炉的分类83真空热处理炉所用材料84真空热处理炉技术的发展85离子渗氮炉,第八章真空热处理炉,真空热处理炉加热主要特点:1、传热方式:辐射;2、加热速度慢;加热均匀性差;3、实现无氧化、不脱碳;4、工件表面光亮好;5、工件不易变形。,第八章真空热处理炉,一、真空(一)真空:压强小于105Pa低压空间称为真空。真空状态下气体的稀薄程度称真空度。(二)真空划分:低真空(102-105Pa)、中真空(102-10-1Pa)、高真空(10-1-10-5Pa)、超真空(小于10-5Pa)。,81真空系统,二、真空系统(真空泵、管道、真空阀、真空测量装置)(一)设备:真空泵真空的主要设备,81真空系统,真空测量:电离规管、热偶规管、真空压力表等,被抽容器,扩散泵,机械泵,低真空管道,高真空管道,真空系统工作过程真空系统是由机械泵与油扩散泵组成。,(二)真空系统的工作过程,机械泵:低真空泵,又称配泵,常作为高真空泵的前级泵。扩散泵:抽高真空,又称主泵。扩散泵出口处的压强小于高真空泵的临界压强。扩散泵出口处的真空度又称前置真空。,起始压强:真空泵开始工作时的压强。各种真空泵的起始压强相差很大。例如,机械泵在大气压强下即可工作,扩散泵须在一定前置真空度下才能工作。极限压强:指在真空系统中没有漏气或内壁放出气体的情况下,经过相当长时间抽气后,一定型号的真空泵所能达到的最小压强。,81真空系统,(三)典型真空系统,机械旋转泵,机械旋转泵油扩散泵/油增压泵,机械旋转泵油扩散泵油增压泵,82真空热处理炉的分类,一、真空热处理炉的基本结构形式、特点及用途,工作过程:放入工件密封炉罐抽真空加热保温冷却。优点:(1)结构简单;(2)气源少,容易获得真空;(3)不存在真空放电的问题;缺点:(1)加热速度慢;(2)受炉罐材料的限制,炉子最高使用温度不超过1100。用途:一些金属的退火,外热式真空热处理炉,(一)外热式真空热处理炉,(二)内热式真空热处理炉,1、结构:炉壳(真空容器)、加热体、隔热屏、真空系统2、优点:(1)炉温不受耐热炉罐限制;(2)加热速度快。缺点:(1)结构复杂;(2)抽真空比外热式的炉子困难。(3)低电压大电流供电。3、用途:气冷式的炉子:高速钢、模具钢、马氏体不锈钢等的淬火处理;油冷式的炉子:低合金钢、合金工具钢、轴承钢等的淬火处理;,内热式气冷真空热处理炉,内热式油淬真空热处理炉,83真空热处理炉所用材料,一、电热元件(一)电热元件材料1、镍铬及铁铬铝合金;Cr和Al在高温真空状态下易于产生蒸发作用,适用于温度不是很高的低真空炉。2、高熔点纯金属(钼、钨、钽)在真空或保护气氛下适用;,83真空热处理炉所用材料,3、非金属电热元件(石墨):熔点高、膨胀系数小、高温机械性能好等优点,但使用于保护气氛中工作;有“污染”等弊病,因而不宜在高真空中工作。,(二)电热元件料选择选择原则:根据工作温度、炉子结构特点、工艺特殊要求、经济效果等因素来选用。工作温度在1000以下,可选用合金电热元件。工作温度在1000以上,可选用纯金属或石墨布。单室油淬真空炉:可选用能抵抗油蒸汽污染的石墨布。考虑经济适用可选资源富足、价格便宜的石墨布和铁铬铝合金作电加热体材料。,83真空热处理炉所用材料,二、隔热屏1、作用:隔热、减少热损失。2、性能:较高的耐火性、隔热保温性、抗热冲击性和抗腐蚀性。3、分类:金属反射隔热屏和非金属隔热层隔热屏。,金属反射隔热屏:数层金属板、隔离环和支撑杆组成。选用钨、钼、钽和不锈钢作反射屏。主要用于高精度、高真空度的真空炉。,金属反射隔热屏,金属板制成的内外屏的夹层中填充陶瓷纤维,结构较简单,隔热效果好,但陶瓷纤维的吸湿性大,影响真空度。,夹层式隔热屏,多层石墨毡用石墨绳或钼丝将其捆扎在钢板网上构成的。隔热效果好,热损失比金属反辐射屏可减少30。,石墨毡隔热屏,内层为石墨毡,外层为陶瓷纤维毡。隔热效果好,并兼有夹层式和石墨毡隔热层两者的

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