真空热处理炉的基木类型

1、真空热处理炉的基木类型近十多年来，国内外应用和发展的真空热处理炉，主要是电加热的真空炉。因此，本站 （http:/ ）将着重就电阻加热的真空炉作简要说明介绍。1.真空热处理炉的基本分类 真空热处理炉的种类较多，为了便于分析比较与合理地选择、使用，通常 按以下几种特征进行分类：按用途可分为：真空退火炉、真空淬火炉、真空回火炉、真空钎焊炉及真空烧结炉等。按真空度可分为：低真空热处理炉（10-3托）、高真空热处理炉（10-41 X10-6托）、超高真空热处理炉 （1x10-6托以上）。按工作温度可分为：低温炉（V7000C）、中温炉（7001000度）,高温炉（1000 C以上）。按作业性质可分为：

2、周期作业炉、连续作业或半连续作业炉。按炉型可分为：立式炉、卧式炉。按热源可分为：电阻加热、感应加热、电子束加热和等离子加热的真空热处理炉。总之，从炉子结构与加热方式基本上可以归纳为两大类：一类是外热式真空热处理炉，也称热壁炉.另一类是内热式真空热处理炉，也称冷壁炉。I一立式 -卧式-单室-匚黯毅驚-匚壬芟I-连埃式一加热童冷却屋一一文式 冷却室冷却卧式s空热处理炉_气拎式_双室一立式卧式连续式卧式_t一立式-卧式卧式（连烘武）一水冷式多用途式2.外热式真空热处理炉外热式真空热处理炉通常称为马弗炉，是真空热处理早期发展的炉型。外热式真空热处理炉，一般在工业上都作为真空退火炉用，可以对各种金属进行

3、真空热处理，如钢丝、钢带的 球状化退火和不锈钢、铜合金丝、铜合金带的光亮退火。近儿年，国内设计、制造了小型外热式油淬真空 热处理炉，可以对合金钢、轴承钢等进行光亮淬火。（一）外热式真空热处理炉的结构型式 ：采用耐热钢制造的真空罐放入井式或箱式电阻炉中，根据真空热处理工艺的需要，配接适当的真空系统，即成为筒单的外热式真空热处理炉。图所示的就是外热式真空 热处理炉简单组成，它是由井式电阻炉1,真空罐硬和真空泵9真空闷门6、真空计5等构成的真空系统共三部分组成的。从图中可以看出，外热式真空热处理炉的热源在真空雄的外部，也就是电热元件2设置在真空罐4的外部，工件a放在真空罐的内部，靠间接加热。图简要地

4、列出了几种外热式真空热处理炉的结构示意图。a是钟罩式结构。这种结构的真空缺座落在炉底上，整个炉底和真空罐可以借助于电动或液压传动升降，以完成装出料操作并能缩短冷却时间。也可 以采取真空罐和炉底固定不动，罩式炉体升降的方法来完成进出料操作等，但是炉体升降较为复杂。采用 哪一种方法，要根据现场实际情况而定。b）是双真空结构。这种结构不仅真空罐内部被抽成真空，而且真空罐外部的炉体部分也被抽成真空。这样，就可以减少真空镶承受的压力，避免真空罐外壁氧化和变形， 延长了真空罐的使用寿命。c）是立式双室外热式真空热处理炉结构示意图。在真空罐的上部又增设了水冷 夹层结构（或水冷却管结构）的冷却室。当金属材料在

5、真空罐内加热完毕后，利用提升机构将被加热的金属 材料传送到冷却室内冷却，这样，就可以提高冷却速度。d）是三室半连续外热式真空热处理炉组成示意图。 这种炉子由预除气室、加热室和冷却室三部分组成的。金属材料从进料端进入预除气室内，清除吸留在金 属材料表面上的气体和水蒸气，然后，进入加热室（真空罐）内加热，加热完毕，进入冷却室冷却，最后从出料端出料。整个热处理工艺过程是半连续进行的，因而生产效率较高。图下是外热式中温真空油淬火炉结构示意。它是由炉体 1、真空罐2、中间室3、插板阀4和真空淬火油 槽5等组成的。当全属工件加热完毕后，打开插板阀，推拉料杆 7,将料筐6拉至中介IJ室，然后降至真空 淬火汕

6、槽中进行油淬火。这种炉子，可以用于柴油机、汕泵的精密偶件和微型轴承等的真空油淬火。真空进憫真战 1 真空養双真空井式跟半连续式三室炉外热式真空油淬火炉结构示意图（二） 外热式真空热处理炉的优缺点：外热式真空热处理炉的优点是 ：（1）这种炉子通常用普通电阻炉加上真空罐再配接真空系统即成。因此，炉子结构简单，制造容易，（2）外热式真空热处理炉役育更多的机械程序动作，因而操作简单，故障少，维修方便，（3）真空罐内附件少，开孔处少，管路少，因此真空密封结构简一单，获得和保持真空比较容易。（4）对于仅在真空罐内抽真空的外热式真空热处理炉，由于电热元件是在大气压状态下工作，因而，不会发生真空辉光放电以至弧

7、光放电现象，电气故障较少。（5）设备投资少，制造周期短，见效快。外热式真空热处理炉的缺点是:（1）由于被加热金属材料放在真空罐内部，电热元件设置在真空罐的外 部，于是，金属材料的加热过程就是：电热元件首先加热真空罐，山被加热的真空罐再把热量传递给被加热材料。因此，热传递的效率较低，（2）由于上述原因，造成了金属材料加热速度较慢。在一般情况下，这种 炉子没有强制循环对流冷却，所以，被加热材料冷却所需要的时间也很长。（3）真空罐材料的最高使用温度受到限制，低温下使用的经济效果较好，但在高温下使用时，真空罐的使用寿命短，而且成本高。（三） 真空罐及其材料：真空罐是外热式真空热处理炉的关键性部件。由于

8、真空罐须在高温和一个大气压的外压条件下工作，所以，真空雄的材料应具备下列条件：（1）具有良好的热稳定性和耐氧化性，（2 ）接性能要好，焊缝不易产生气孔、开裂，保证高温气密性。（3）材料成分中的元素蒸气压要低，防止合金元素在高温、高真空下挥发；（4）热膨胀系数要小，在反复加热、冷却的悄况下，真空罐丧面的X-化层不应破坏。在实际应用，卜，真空罐的壁要相当厚，以防止氧化损失和热变形。直空罐在高温和真空下工作，焊缝易开裂，造成漏气，因此，目前设计、制造1000- 1250'C以上长期工作的外热式真空热处理炉，还是比较困难的。下表列出了常用真空罐材料的最高使用温度。皿高使川血庞 C）钢种430状

9、钢650右85090018%G用8%皿钢110023%6彌20"钢，115020J5CrfH 80"钢1300饰絡铁弟軌合总祐涉事3内热式真空热处理炉内热式真空热处理炉，由于可以实现快速加热、快速冷却，因此，也称为无热惯性炉。图是内热式真空热处理炉的典型结构示意图。从图中可以看岀，这种炉子由电热元件和隔热层构 成的加热室，全部放置在水冷夹层结构的真空炉壳内，被处理工作靠电热元件直接辐射加热。根据真空热 处理工艺要求的温度、真空度、处理精度等条件，电热元件的材料可选用镍铬合金、铁铬铝合金、相、担、 钨和石墨等：隔热材料可选用不锈钢、钼片组成的全金属辐肘屏，耐火纤维和石墨毡等。

10、内热式真空热处理炉与外热式真空热处理炉相比，构造比较复杂，制造、安装精度要求高，调试较难， 造价较贵。但是，内热式真空热处理炉可以实现快速加热、快速冷却，使用温度高，可以大型化，便于连 续作业，生产效率高。所以，这种型式的真空热处理炉得到迅速发展，成为口前真空退火、真空淬火、真 空回火、真空钎焊和真空烧结的主要用炉。（一）气冷真空热处理炉：利用气体作为冷却介质的炉子称为气冷真空热处理炉。可充入炉内作为工件淬火冷却介质的气体，主要有：氢、氦、氮和氩等。如果从冷却速度的观点岀发，对上述气体的冷却时间进行比较，假如以氢的冷却时间为1，则红为1.2,氮为1.5,氩为1.75。可以看出，氢的冷却速度最快

11、，可是，从 安全的角度来看，氢有爆炸的危险，并不理想，氦的冷却速度较快，但是价格昂少，不合算，冠的价格也 很贵，而且冷却速度低，因此，一般多采用高纯氮，作为工件淬火的冷却介质。当然，也要根据被处理工 件材料的要求，如铁合金与氮接触有氮化的危险，则应采川氛气作为冷却介质。加热空中耐图列岀了各种类型气冷真空热处理炉的简要结构。a)b)是立式和卧式加热室冷却型的单室气冷真空热 处理炉。所谓单室炉，就是加热和冷却在同一个真空室内进行的炉子。在这种型式的炉子里，工件在加热 室内加热完毕后，工件固定不动，然后，启动冷却风扇使冷却气体循环，工件在加热室内与电热元件和隔 热层一起进行冷却。这种炉型结构简单，操

12、作维修方便，占地面积小，但是冷却速度较慢。为了提高冷却速度，扩大处理钢种的范围，近几年又发展了正压气淬炉，也就是把充入沪内的冷却气体的压力提高到约0.8个大气压，使工件在正压条件下进行冷却。这样，就必须把炉体设计成能在正压条件下进行工作。c）、d）是立式和卧式冷却区冷却的单室气冷真空热处理炉。在这种炉子里，工件在加热室内加热后，通过传送 机构将工件移至冷却区，然后启动冷却风扇对工件进行冷却，而电热元件和隔热层基本上不参与冷却。因 此，这种结构与上述加热、冷却在同一个位置上进行的结构相比，能够获得较快的冷却速度。这种炉型对 工件进行加热、冷却虽然不在同一个位置（加热室内），但仍在同一个真空室内进

13、行。e ）、f）是立式和卧式双室气冷真空热处理炉。 这种炉型的加热室与冷却室由中间真空闸门隔开，因此，两个室可以分别抽真空。它的工作过程是：工件在加热室内加热后，打开中间真空闸门，通过传送机构将工件移至冷却室，然后关闭中间真空闸门，并立即向冷却室内充入冷却气体，启动风扇对工件进行冷却。这种炉子，由于冷却气体只 充入冷却室，加热室仍保持真空，所以，可缩短第二次抽真空的时间。同时，加热室还能保持一定的高温， 第二次装护余热可以利用。工件在这种炉内进行冷却时，电热元件、隔热层已被隔开不参与冷却。因此， 与单室气冷真空热处理炉相比，可以获得更大的冷却速度。但是结构比较复杂，占地面积大，造价较贵。气冷真

14、空热处理炉可用作耐热合金、析出硬化型不锈钢、马氏体与奥氏体不锈钢及弹摘钢等的固溶处 理和时效处理，以及工具钢、高速钢等的光亮淬火、回火，也可用于钎焊作业。气冷真空热处理的冷却速度，受到了一定程度的限制，存在着对淬透性差的钢材，质量大的工件不能 完全淬透的情况，因此，又发展了油淬真空热处理炉。（二）油淬真空热处理炉：利用真空淬火油作为冷却介质的炉子，称为油淬真空热处理炉。真空热处理用真空淬火油，不能用普通的悴火油，否则，就不能达到真空淬火的目的。用于真空淬火的淬火油，应该符 合下列的技术条件： 蒸汽压力要低，不能影响真空效果. 淬火油的蒸发最要小，减少油蒸汽对炉内的污染： 冷却性能要好，淬硬性要

15、好. 光亮性和热稳定性要好； 使用寿命要长。目前，我国使用的真空淬火油主要是国产zz-1-5zz-2型真空淬火油，下面表是其主要技术指标和使用 性能下图列出了各种类型的油淬真空热片理炉的简要结构。a）是单室卧式油淬真空热处理炉。这种炉型，不带中间真空閘门，工作进行加热与油淬在同一个真空室内进行，因此，它具有结构简单，制造容易，操 作维修方便，造价较低的优点。但是，其最大的弱点是，由于不设置中间真空闸门，工件进行油淬火时产 生的油蒸气对加热室有污染，造成电热元件的使用寿命降低和绝缘件的绝缘性能降低。为了减少油蒸气的 污染，需采用纯度高、蒸气压力低的真空淬火油，同时应使真空淬火油的油面远离加热室，

16、并采用冷却的 方法将油蒸气液化等措施，以减少油蒸气的污染。b）、c）是立式和卧式双室油淬真空热处理炉。这种炉型，由于加热室与冷却室用中间真空闸门隔开，因此，可以防止由于工件油淬火时产生的油蒸气侵入加热室， 从而避免了加热室的污染，使绝缘件的绝缘性能不受影响，提高了电热元件的使用寿命。双室油淬炉与单 室油淬炉相比，还具有生产效率高，节省能源等优点。但是，这种沪子结构比较复杂，造价较贵。d）是双室油淬气冷真空热处理炉。 该炉的冷却室，不仅具有淬火油槽而且设置了气冷风扇，可以对工件进行油淬，也可以进行气淬。(三) 连续式真空热处理护：以上介绍的气冷和油淬真空热处理炉均属周期作业炉。周期式真空热处理护的生产效率和经济效果都较低。为了提高生产效率，提高经济效果，近几年采用连续式真空热处理护日渐