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1、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；
2、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
3、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
4、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
5、；,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
6、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优点。,混合毡隔热层,83 真空热处理炉所用材料,84 离子渗氮炉,辉光放电电路,一、工作原理,二、组成 炉体、真空系统、供气系统、测温系统及控制系统。,三、类型 罩式、井式、卧式等。,本章结束！,