08真空熱處理爐ppt課件

1、1.11第八章第八章 真空熱處理爐真空熱處理爐 授課人：楊曉敏授課人：楊曉敏North University of ChinaCollege of Materials Science and Engineering2008.01.041.22教學(xué)提示教學(xué)提示教 學(xué) 要 求教 學(xué) 要 求 了解真空熱處理爐的分類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和適用；了解真空了解真空熱處理爐的分類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和適用；了解真空熱處理爐的電熱元件及主要元件的設(shè)計(jì)；了解電爐真空系統(tǒng)組成、熱處理爐的電熱元件及主要元件的設(shè)計(jì)；了解電爐真空系統(tǒng)組成、工作原理和特點(diǎn)。工作原理和特點(diǎn)。 真空熱處理是熱處理工藝過(guò)程的全部或部分在真空狀真空熱處理是熱處

2、理工藝過(guò)程的全部或部分在真空狀態(tài)下進(jìn)行。真空當(dāng)作一種純度較高的保護(hù)氣體。態(tài)下進(jìn)行。真空當(dāng)作一種純度較高的保護(hù)氣體。第八章第八章 真空熱處理爐真空熱處理爐1.33 8 81 1 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng) 8 82 2 真空熱處理爐的分類真空熱處理爐的分類 8 83 3 真空熱處理爐所用材料真空熱處理爐所用材料 8 84 4 真空熱處理爐技術(shù)的發(fā)展真空熱處理爐技術(shù)的發(fā)展 8 85 5 離子滲氮爐離子滲氮爐第八章第八章 真空熱處理爐真空熱處理爐1.44真空熱處理爐加熱主要特點(diǎn)：真空熱處理爐加熱主要特點(diǎn)：1 1、傳熱方式：輻射；、傳熱方式：輻射；2 2、加熱速度慢；加熱均勻性差；、加熱速度慢；加熱均勻性差；3

3、 3、實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化、不脫碳；、實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化、不脫碳；4 4、工件表面光亮好；、工件表面光亮好；5 5、工件不易變形。、工件不易變形。第八章第八章 真空熱處理爐真空熱處理爐1.55一、真空一、真空（一）真空：壓強(qiáng)（一）真空：壓強(qiáng) 小于小于105Pa低壓空間稱為真空。真空狀態(tài)下氣體的低壓空間稱為真空。真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度稱真空度。稀薄程度稱真空度。（二）真空劃分（二）真空劃分: 低真空（低真空（102-105Pa）、中真空（）、中真空（102-10-1Pa）、高真空（）、高真空（10-1-10-5Pa）、超真空（小于）、超真空（小于10-5Pa）。 8 81 1 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)1.66二、真空系

4、統(tǒng)（真空泵、管道、真空閥、真空測(cè)量裝置）二、真空系統(tǒng)（真空泵、管道、真空閥、真空測(cè)量裝置）（一）設(shè)備：（一）設(shè)備： 真空泵真空的主要設(shè)備真空泵真空的主要設(shè)備 8 81 1 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)旋片式機(jī)械泵旋片式機(jī)械泵滑閥式機(jī)械泵滑閥式機(jī)械泵機(jī)械增壓泵機(jī)械增壓泵油增壓泵油增壓泵油擴(kuò)散泵油擴(kuò)散泵真空泵真空泵真空測(cè)量：電離規(guī)管、熱偶規(guī)管、真空壓力表等真空測(cè)量：電離規(guī)管、熱偶規(guī)管、真空壓力表等1.771.88被抽被抽容器容器擴(kuò)散泵擴(kuò)散泵機(jī)械泵機(jī)械泵低真空管道低真空管道高真空管道高真空管道 真空系統(tǒng)工作過(guò)程真空系統(tǒng)工作過(guò)程 真空系統(tǒng)是由機(jī)械泵與油擴(kuò)散泵組成。真空系統(tǒng)是由機(jī)械泵與油擴(kuò)散泵組成。 （二）真空系統(tǒng)

5、的工作過(guò)程（二）真空系統(tǒng)的工作過(guò)程機(jī)械泵：低真空泵，機(jī)械泵：低真空泵，又稱配泵，常作為高真又稱配泵，常作為高真空泵的前級(jí)泵。擴(kuò)散泵：空泵的前級(jí)泵。擴(kuò)散泵：抽高真空，又稱主泵。抽高真空，又稱主泵。擴(kuò)散泵出口處的壓強(qiáng)小擴(kuò)散泵出口處的壓強(qiáng)小于高真空泵的臨界壓強(qiáng)。于高真空泵的臨界壓強(qiáng)。擴(kuò)散泵出口處的真空度擴(kuò)散泵出口處的真空度又稱前置真空。又稱前置真空。1.99 起始?jí)簭?qiáng)：真空泵開始工作時(shí)的壓強(qiáng)。各種真空泵的起始?jí)簭?qiáng)相起始?jí)簭?qiáng)：真空泵開始工作時(shí)的壓強(qiáng)。各種真空泵的起始?jí)簭?qiáng)相差很大。例如，機(jī)械泵在大氣壓強(qiáng)下即可工作，擴(kuò)散泵須在一定前置真差很大。例如，機(jī)械泵在大氣壓強(qiáng)下即可工作，擴(kuò)散泵須在一定前置真空度下才

6、能工作?？斩认虏拍芄ぷ?。 極限壓強(qiáng)：指在真空系統(tǒng)中沒(méi)有漏氣或內(nèi)壁放出氣體的情況下，極限壓強(qiáng)：指在真空系統(tǒng)中沒(méi)有漏氣或內(nèi)壁放出氣體的情況下，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間抽氣后，一定型號(hào)的真空泵所能達(dá)到的最小壓強(qiáng)。經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間抽氣后，一定型號(hào)的真空泵所能達(dá)到的最小壓強(qiáng)。 8 81 1 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)1.1010（三）典型真空系統(tǒng)（三）典型真空系統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵1.1111機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵油擴(kuò)散泵機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵油擴(kuò)散泵/ /油增壓泵油增壓泵1.1212機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵油擴(kuò)散泵油增壓泵機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵油擴(kuò)散泵油增壓泵1.13138 82 2 真空熱處理爐的分類真空熱處理爐的分類一、真空熱處理爐的基本結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及用途一、真空

7、熱處理爐的基本結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及用途 1.1414工作過(guò)程：工作過(guò)程：放入工件放入工件密封爐罐密封爐罐抽真抽真空空加熱加熱保溫保溫冷卻。冷卻。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2 2）氣源少，容易獲得真空；（氣源少，容易獲得真空；（3 3）不存）不存在真空放電的問(wèn)題；在真空放電的問(wèn)題； 缺點(diǎn)：（缺點(diǎn)：（1 1）加熱速度慢；（）加熱速度慢；（2 2）受爐罐材料的限制，爐子最高使用受爐罐材料的限制，爐子最高使用溫度不超過(guò)溫度不超過(guò)11001100。 用途：一些金屬的退火用途：一些金屬的退火外熱式真空熱處理爐外熱式真空熱處理爐1.1515（一）（一） 外外 熱熱 式式 真真 空空 熱熱 處

8、處 理理 爐爐1.1616（二）內(nèi)熱式真空熱處理爐（二）內(nèi)熱式真空熱處理爐1 1、結(jié)構(gòu)：爐殼（真空容器）、結(jié)構(gòu)：爐殼（真空容器）、加熱體、隔熱屏、真空系統(tǒng)加熱體、隔熱屏、真空系統(tǒng)2 2、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)：（：（1 1）爐溫不受耐熱爐爐溫不受耐熱爐罐限制；罐限制；(2)(2)加熱速度快。加熱速度快。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1 1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(2)(2)抽真空比外熱抽真空比外熱式的爐子困難。（式的爐子困難。（3 3）低電壓大電流）低電壓大電流供電。供電。3 3、用途：氣冷式的爐子：高速、用途：氣冷式的爐子：高速鋼、模具鋼、馬氏體不銹鋼等的淬鋼、模具鋼、馬氏體不銹鋼等的淬火處理；油冷式的爐子：低合金鋼、

9、火處理；油冷式的爐子：低合金鋼、合金工具鋼、軸承鋼等的淬火處理；合金工具鋼、軸承鋼等的淬火處理；1.1717內(nèi)熱式氣冷真空熱處理爐內(nèi)熱式氣冷真空熱處理爐1.1818內(nèi)熱式油淬真空熱處理爐內(nèi)熱式油淬真空熱處理爐1.19198 83 3 真空熱處理爐所用材料真空熱處理爐所用材料一、電熱元件一、電熱元件（一）電熱元件材料（一）電熱元件材料1 1、鎳鉻及鐵鉻鋁合金；、鎳鉻及鐵鉻鋁合金； CrCr和和AlAl在高溫真空狀態(tài)下易于產(chǎn)生蒸發(fā)作用，適用于溫度不是很高的低真空在高溫真空狀態(tài)下易于產(chǎn)生蒸發(fā)作用，適用于溫度不是很高的低真空爐。爐。 2 2、高熔點(diǎn)純金屬（鉬、鎢、鉭）、高熔點(diǎn)純金屬（鉬、鎢、鉭） 在真

10、空或保護(hù)氣氛下適用；在真空或保護(hù)氣氛下適用；1.20208 83 3 真空熱處理爐所用材料真空熱處理爐所用材料3 3、非金屬電熱元件（石墨）：熔點(diǎn)高、膨脹系數(shù)小、高溫機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，、非金屬電熱元件（石墨）：熔點(diǎn)高、膨脹系數(shù)小、高溫機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，但使用于保護(hù)氣氛中工作；有但使用于保護(hù)氣氛中工作；有“污染污染”等弊病，因而不宜在高真空中工作。等弊病，因而不宜在高真空中工作。 （二）電熱元件料選擇（二）電熱元件料選擇 選擇原則：根據(jù)工作溫度、爐子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝特殊要求、經(jīng)濟(jì)效果等因素來(lái)選擇原則：根據(jù)工作溫度、爐子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝特殊要求、經(jīng)濟(jì)效果等因素來(lái)選用。選用。 工作溫度在工作溫度在100

11、01000以下，可選用合金電熱元件。以下，可選用合金電熱元件。 工作溫度在工作溫度在10001000以上，可選用純金屬或石墨布。以上，可選用純金屬或石墨布。 單室油淬真空爐：可選用能抵抗油蒸汽污染的石墨布。單室油淬真空爐：可選用能抵抗油蒸汽污染的石墨布。 考慮經(jīng)濟(jì)適用可選資源富足、價(jià)格便宜的石墨布和鐵鉻鋁合金作電加熱體材料?？紤]經(jīng)濟(jì)適用可選資源富足、價(jià)格便宜的石墨布和鐵鉻鋁合金作電加熱體材料。1.21218 83 3 真空熱處理爐所用材料真空熱處理爐所用材料二、隔熱屏二、隔熱屏1 1、作用：隔熱、減少熱損失。、作用：隔熱、減少熱損失。2 2、性能：較高的耐火性、隔熱保溫性、抗熱沖擊性和抗腐蝕性

12、。、性能：較高的耐火性、隔熱保溫性、抗熱沖擊性和抗腐蝕性。3 3、分類：金屬反射隔熱屏和非金屬隔熱層隔熱屏。、分類：金屬反射隔熱屏和非金屬隔熱層隔熱屏。1.2222金屬反射隔熱屏：金屬反射隔熱屏：數(shù)層金屬板、隔離環(huán)數(shù)層金屬板、隔離環(huán)和支撐桿組成。選用和支撐桿組成。選用鎢、鉬、鉭和不銹鋼鎢、鉬、鉭和不銹鋼作反射屏。主要用于作反射屏。主要用于高精度、高真空度的高精度、高真空度的真空爐。真空爐。金屬反射隔熱屏金屬反射隔熱屏1.2323金屬板制成的內(nèi)外屏的夾層中填充陶瓷纖維，結(jié)構(gòu)較金屬板制成的內(nèi)外屏的夾層中填充陶瓷纖維，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，隔熱效果好，但陶瓷纖維的吸濕性大，影響真空簡(jiǎn)單，隔熱效果好，但陶瓷纖維的吸濕性大，影響真空度。度。夾層式隔熱屏夾層式隔熱屏多層石墨氈用石墨繩或鉬絲將其捆扎在鋼板網(wǎng)上構(gòu)成多層石墨氈用石墨繩或鉬絲將其捆扎在鋼板網(wǎng)上構(gòu)成的。隔熱效果好，熱損失比金屬反輻射屏可減少的。隔熱效果好，熱損失比金屬反輻射屏可減少3030。石墨氈隔熱屏石墨氈隔熱屏1.2424內(nèi)層為石墨氈，外層為陶瓷纖維氈。隔熱效果好，并內(nèi)層為石墨氈，外層為陶瓷纖維氈。隔熱效果好，并兼有夾層式和石墨氈隔