可控气氛、真空热处理炉

热处理炉的基本类型,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉,一、通用性周期作业热处理炉1高温箱式电阻炉2中温箱式电阻炉3低温箱式电阻炉4高、中温井式热处理炉5低温井式加热炉二、处理大尺寸工件的周期作业炉1滚动底式炉2台车式炉3升降底式炉4罩式炉,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉,三、处理小尺寸工件的周期作业炉1转筒式炉2翻转炉底板式炉四、周期作业化学热处理炉(一)井式气体渗碳炉(二)井式气体氮化炉(三)罩式气体氮化炉,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉（滚动底式炉）,滚动底式炉,材料工程学院金属材料系,台车式炉,1.炉壳2.炉衬3.电热元件4.电接头5.台车驱动装置6.台车7.炉门8.炉门升降机构,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉,升降底式炉,材料工程学院金属材料系,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉（转筒式炉、翻转炉底式炉）,井式气体渗碳炉,1.炉衬2.电热元件3.炉罐4.料筐5.风扇6.炉盖7.电机8.排气管9.滴注器10.炉盖升降油缸11.限位开关12.贮油箱13.炉门升降机构立柱14.炉壳,材料工程学院金属材料系,a)带加热罩时b)带冷却罩时1.加热罩2.炉膛3.加热元件4.料筐5.料架6.氮气进口7.风扇8.冷却罩9.油封10.排气口,材料工程学院金属材料系,周期作业热处理炉（罩式氮化炉）,连续作业热处理炉,一、推送式炉这种炉子的用途很广，可用于大、中，小型工件的淬火、正火、退火、回火和化学热处理等多种用途。由于炉内构件简单，用作高温炉更显示其优越性。炉内可通入可控气氛。二、振底式炉气动振底式炉；机械式振底式炉；电磁振底式炉三、传送带式炉四、步进式炉五、辊底式炉六、鼓形炉七、转底式炉八、气垫式炉,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（推送杆式炉）,图8-9辐射管式推送式气体渗碳炉1.液压推料机2.装料门3.辐射管4.拱门5.导轨6.炉门7.循环风扇,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（振底炉）,小型气动振底式炉结构图1.炉体2.振动底板3.气缸4.传送带5.喷水(油)膜装置,材料工程学院金属材料系,材料工程学院金属材料系,图8-13小型气动振底机构1.支承滚轮2.炉底板3.气缸4.定位螺母5.弹簧底6.弹簧7.衬套8.销轴9.联接板10.活塞杆11.中心座,连续作业热处理炉（传送带式炉）,1.上料机2.振动送料板3.传送带4.支撑辊轮5.辐射管6.搅拌器7.淬火槽输送带,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（步进装置）,液压传动步进式炉,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（辊底炉）,辊底式炉示意图,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（鼓形电阻炉）,图8-20RJG70-9型鼓形电阻炉(附淬火槽)1.装料斗2.炉衬3.电热元件4.炉罐5.淬火槽6.螺旋传送器,材料工程学院金属材料系,连续作业热处理炉（转底式炉）,1.炉门2.气缸3.导风筒4.风扇5.辐射管6.炉衬7.转动炉底8.砂封,材料工程学院金属材料系,可控气氛热处理炉,一、可控气氛炉应具备的条件1炉膛严格密封2炉内应保持正压3强制炉气循环运动4装设安全装置5炉内构件抗气氛侵蚀二、密封式箱式可控气氛炉这类炉子的主要特点是：(1)工件在可控气氛中加热、渗碳并在同一设备内淬火，克服了加热和淬火分别在两个设备中进行的缺点，既保证产品质量，又改善劳动条件和减少环境污染。(2)炉子可实现机械化和自动化操作，便于与其它设备组成流水生产线。以上特点决定了这类炉子成为近代热处理的基本炉型。这类炉子有许多变种，用于淬火的称光亮淬火炉，用于渗碳的称密封式渗碳炉，用于渗碳、氮化、淬火、正火和退火多种热处理工艺的则称多用炉。,材料工程学院金属材料系,可控气氛炉,1.炉壳2.炉膛3.保温层4.电加热辐射管5.滚轮导轨6.后推、拉料机7.风扇8.炉门9.气缸10.前室11.淬火支架12.气缸13.淬火油箱14.油冷却系统15.水冷壁16.前室门17.气缸18.火封装置19.防爆阀20.料台21.前推拉料机22.料盘,材料工程学院金属材料系,可控气氛热处理炉,密封式箱式可控气氛炉的发展(1)单室单向进出式炉(图a)，这种炉子由冷却室(装料时起前室作用)和加热室组成。工件装出料的顺序是，工件先装入冷却室再推入加热室中加热，加热后再拉到冷却室中冷却，最后由装料端出料。这种炉型装、出料在炉子同一端，适合于周期作业。(2)单室直通式炉(图b)，这种炉子也由加热室和冷却室组成，但进、出料分别在两端进行。工件装入加热室加热后，向前推入冷却室冷却，而后再向前推出炉外。显然，这种炉子有利于组成流水式生产，但炉子密封较困难。(3)带前室的单向直通式炉(图c)，这种炉子由装料前室，加热室和冷却室组成。有利于控制加热室的气氛和温度，便于连续生产。(4)两室直通式炉(图d)，这种炉子由两个加热室和一个冷却室组成。可提高炉子生产量和冷却室的利用率，使生产半连续化。(5)两室单向进出式炉(图e)，这种炉子也是由两个加热室和一个冷却室组成，但冷却室(装、出料前室)在中间，两个加热室分别设在冷却室两侧。工件推入装料室(冷却室)后。回转90度，然后分别推入左，右加热室。这种炉子密封性较好，冷却室利用率较高，但推、拉料机构较复杂，适合于周期作业。,材料工程学院金属材料系,密封式可控气氛炉的结构形式,材料工程学院金属材料系,真空热处理炉,真空热处理炉的工作特点真空热处理炉按其压强可分为低真空(13313.3Pa)、中真空(13.31.3310-2Pa)、高真空(1.3310-21.3310-4Pa)和超真空(小于1.3310-4Pa)。工件在中、高真空中加热基本上可保持不氧化和不脱碳。热交换主要靠辐射换热真空热处理炉的基本类型外热式真空热处理炉优点是，结构简单，排气量少，易达到高真空，不存在真空放电问题，对电热元件无特殊要求；缺点是,工作温度受炉罐高温强度的限制。内热式真空热处理炉这类炉子是真空热处理炉的主要形式，炉温不受耐热炉罐限制，加热和冷却速度较快，较容易满足不同工艺的要求。其主要缺点是电热元件安装、炉子密封以及传动机构等都比较复杂，对制造技术要求较高。1周期作业真空热处理炉2连续作业真空热处理炉3真空和可控气氛配合的热处理炉,材料工程学院金属材料系,真空热处理炉（卧式油冷真空热处理炉）,1.工件传送机构2.炉门3.风扇4.加热室5.石墨带电热元件6.真空系统7.搅拌器,材料工程学院金属材料系,真空热处理炉（CVCQ型油淬连续真空热处理炉）,1.装料门2.装料室3.中间门4.加热室门5.加热室6.冷却水套7.淬火室8.工件9.出料门10.出炉卸料器11.油搅拌器12.电热元件13.动力装置14.传送装置15.入炉推料器,材料工程学院金属材料系,真空热处理炉,真空炉用电热元件镍铬和铁铬铝合金电热元件这类元件只能应用于较低温度和中度真空范围，避免合金元素挥发，一般在1000C以下应用，真空度不超过1.3310-11.3310-2Pa。钼、钼、钨电热元件这类电热元件在真空炉中经常使用，它们的工作温度受合金元素挥发温度的限制。在真空中，钼在1800C以上，钽在2200C以上，钨在2400C以上即迅速挥发。在高温下长期加热时还会使晶粒粗化，性质变脆。钼、钨和钽的允许表面负荷率为2040W/cm2，允许的最高工作温度分别为1600C、2300C和2200C。石墨电热元件这类材料具有很多优点(如热膨胀系数小、耐热冲击性强，高温机械性能好、易于加工、熔点高达3700C、价格便宜等)。在CO、N2和H2保护气氛和真空中使用温度均可达2400C，允许表面负荷率约4060W/cm2，常作成石墨棒、石墨筐和石墨带使用。,材料工程学院金属材料系,真空热处理炉（真空炉的保温结构）,真空热处理炉的保温可采用隔热屏或保温炉衬。常用炉衬材料有石墨毡和耐火纤维。隔热屏材料在1100C以下常采用不锈钢板，在1100C以上则采用钼等高熔点金属、石墨或陶瓷。金属隔热屏一般有56层，其效果较好，但成本高。,材料工程学院金属材料系,流动粒子炉的流态化原理,图8-33床层流态化的各个阶段1.炉膛2.粒子3.布风板4.风室,材料工程学院金属材料系,流动粒子炉,流动粒子炉的基本类型(一)内燃式流动粒子炉这类炉子采用煤气与空气混合的可燃气作为气源和热源，通过布风板吹动粒子浮动，加热初期先在炉膛上部将可燃气点燃，火焰向炉底方向传播，最后在布风板以上稳定燃烧。(二)、外热式流动粒子炉通入这类炉子的气体是预先在炉外燃烧的燃烧产物。通常在150-760C范围内，可作回火等用。(三)、间接加热流动粒子炉这类炉子的加热装置布置在固体粒子容器外，通过容器壁加热粒子。(四)、电极加热流动粒子炉这种炉型是在炉膛相对侧壁上安设板状电电极，固体粒子为石墨粒子，除作为加热介质外，还起导电体和发热体作用。,材料工程学院金属材料系,热处理联合机及生产自动化,生产的迅速发展，要求不断提高产品质量，改善工作环境和提高经济效益，因此，要不断发展生产机械化和自动化，把设备，工艺和管理结合成一体，组成热处理联合机，自动机甚至自动化工厂。热处理联合机的组合形式(一)直线型联合机(二)方框形联合机(三)并列组合联合机(四)圆环形联合机(五)能源综合利用联合机,材料工程学