真空炉炉温均匀性的测定

1、真空炉炉温均匀性的测定一、真空炉温度场形成的特点真空炉的发热元件一般呈圆形布置。真空加热相对普 通炉来说，其传热方式只有辐射，没有传导和对流； 非真空加热时有传导、对流和辐射三种方式，其中对 流、传导根据压力的不同又与普通炉（常规压力）同。 压力小于1 M05Pa （绝对压力，普通炉的近似工作压 力）时，其对流、传导作用小于普通炉；压力接近工作 真空度（2Pa）时，其对流、传导作用基本不存在，工件 升温缓慢，特别是低于600 c以下加热时，加热更为缓慢，工件温度相对控温热电 偶的温度有一定的滞后现象。二、真空炉温度均匀性测量的原理（1）真空炉温度均匀性的测定采取炉体控温系统控制 加热温度，外加

2、热电偶进行记录的测量方式。温度均匀性的测定仪器有热电偶转换开关， WRNK 121型 &#1091260;3mm< 3000mm 的测量热电偶，其测量范 围为01300 C,日本岛电SR93数显温度表、补 偿导线。（2）根据KES78. 311. 1标准有关要求，真空炉炉温 的测量采取有效加热区9点测量的方式（见图2）。在 600 mmx 600mm< 900mm 的有效工作空间内作 9点 布置，任一个平面内均有3个热电偶（图2中黑点为 热电偶的固定位置）。（3）在炉体的炉门端的一侧有一测温口。测量时拆下 原盖板，安装上带有9孔的测温法兰，测量热电偶通 过法兰接入炉腔内并固

3、定在支架上。安装测量热电偶 时需加密封垫圈、橡胶垫圈及真空脂用压紧螺栓进行 压紧密封，以防止漏气（见图3）。三、真空炉温度均匀性的测量过程1 .准备工作将测量热电偶及控温热电偶按 GB/ J351 -1996中 华人民共和国国家计量鉴定规程中相关规定进行检 测，检测合格方能进行炉温均匀性测定。自炉体拆下 测温孔的盖板，将9根经过检测合格的热电偶依次穿 上密封垫圈、橡胶垫圈，自法兰孔中引入炉腔内，并 依次按图1位置固定在位于炉门口支撑架上，支撑架 的尺寸为有效加热尺寸。将支撑架小心地移入炉腔内， 放在炉床上，调整其位置，使之恰好与有效加热空间 重合。固定测温法兰的热电偶孔，依次放入密封垫圈， 橡

4、胶垫圈上涂布真空脂，旋紧压紧螺栓，安装好法兰。 按操作规程手动先后启动真空机械泵、真空罗茨泵抽 真空，直到工作真空度到达 2 Pa后，停机30 mi n , 观察真空计读数，看压升率是否在正常的0. 5Pa/ h之 内，正常则继续进行炉温均匀性的测量，不正常则重新 调整旋紧螺栓，重新测定压升率，直到正常，才能继 续进行炉温均匀性的测定。2 .测定过程根据工艺需求进行选定测量温度点为 650 C、850 C 和1000 C,在FP21控温仪表上，设定升温曲线。在控制偶到设定温度120min后，开始测定各支热电 偶的值。每隔5min读取1次，连续3次，如果各点 温度在所要求温度的C以内，则此温度点

5、测量完毕，否则继续等温，直到温 度均匀或时间到达3h （工艺设定的保温时间）为止并 记录各点的温度。调整FP21表，自650 C升温至 850 C,保温120min ,重复650 C温度点测量步骤。 同样自850 C升温到1100 C,保温120min ,重复 650 C温度点测量步骤。以上数据分别填入记录表中， 完成测定后，按正常的空炉冷却步骤进行降温。3 .恢复设备打开炉门，拉出测量支架，拆开固定热电偶的铁丝， 拆下法兰盘，安装好原盖板，按正常使用进行压升率 测试，按操作规程手动先后启动真空机械泵、真空罗 茨泵抽真空，直到工作真空度到达 2Pa后，停机 30min ,观察真空计读数，看压升

6、率是否在正常的 0. 5Pa/ h之内，合格则继续，设备可以正常使用，否则 继续重新安装原测温口盖板。从测温法兰盘中拆下测 量热电偶，注意抽出时要小心取直，以防止折断、损 坏热电偶。四、真空炉温度均匀性测量的数据1 .控制偶的记录数据PID调节控温系统中，控制热电偶与横河AX104无纸 记录仪连接，作实时记录，由FP21控温表输出指令， 晶闸管加热电源开始加热的同时测量炉腔内的温度。 加热过程完成后，取出记录仪中的存储块，插入取卡 器中，读出数据，并在横河DATA Viewer浏览器中查 看数据，圆型记录形式见图4。可见其中的温度、真 空度、冷却水温曲线及相应的开炉时间。2 .测量热电偶的记录数据某次650 c温度点测量数据，记录数据见附表。3 .数据分析由表中数据可知，真空炉在650 c点温度均匀性都在 与C范围内，达到真空炉的正常的温度均匀性的要 求，因此判定在该温度点的温度均匀性是合格的。五、结语(1)真空炉的炉温均匀性的测量不同于普通炉，测量 时需保证炉体的正常工作条件下的真空度及压升率， 才能正确测定炉温。(2)由于真空炉