WZC-60型真空淬火炉

1、 真空淬火炉设计说明书真空淬火炉设计说明书姓名：姓名： 学号：班级：指导教师：申勇峰 2013.7 真空淬火炉设计真空淬火炉设计 第 1 页一、设计任务说明一、设计任务说明WZC-60 型真空淬火炉技术参数：项目单位指标炉子有效尺寸mm900600450最大装炉量kg210最大温度1300压升率Pa/h0.67额定功率kw100 - 2 -二、确定炉体结构和尺寸二、确定炉体结构和尺寸1. 炉膛尺寸的确定炉膛尺寸的确定由设计说明书中，真空加热炉的有效加热尺寸为900mm600mm450mm ，隔热屏内部结构尺寸主要根据处理工件的形状、尺寸和炉子的生产率决定，并应考虑到炉子的加热效果、炉温均匀性、

2、检修和装出料操作的方便。从传热学的观点看，圆筒形的隔热屏热损失最小，而且强度好，易于制造。宜尽量采用。一般隔热屏的内表面与加热器之间的距离约为 50100mm；加热器与工件(或夹具、料筐)之间的距离为 50 一 150mm。隔热屏两端通常不布置加热器，温度偏低。因此，隔热屏每端应大于有效加热区约 150300mm，或更长一些。则：L9002(150300)12001500mmB6002(50150)2(50100) 8001100mmH4502(50150)2(50100) L=1400650950mm B=900为了制造方便，取 L=1400mm；B=900mm；H=840mm。 H=840

3、2 2、炉衬隔热材料的选择、炉衬隔热材料的选择由于炉子四周具有相似的工作环境，我们一般选用相同的材料。为简单起见，炉门及出炉口我们也采用相同的结构和材料。这里我们选用金属隔热屏，依据炉胆的型式和形状，作成圆筒形包围电热元件，以便把热量反射回加热区，从而起到隔热效果，高温时用铂、钨、钽片。温度低于 900时可选用不锈钢薄板，由于加热炉的最高使用温度为 1300，屏的隔热效果与层数 n 的关系大体按1(n+1)变化。即：)() 1(1kWQnQn式中：安装 n 层隔热屏后的热量（kW）nQ隔热屏层数n加热室热量（炉子功率换算为热量） （kW）Q通常 1300的热处理炉以 6 层屏为宜。这里我们采用

4、六层全金属隔热屏，其中内三层为钼层，外三层为不锈钢层,以降低 第- 3 -页成本。按设计计算，第一层钼辐射屏与炉温相等，以后各辐射屏逐层降低，钼层每层降低 250左右，不锈钢层每层降低150左右。则按上述设计，各层的设计温度为：第一层：1300；第二层：1050；第三层：800；第四层：550；第五层：400；第六层：250；水冷夹层内壁：100最后水冷加层内壁的温度为 100150，符合要求。3 3、各隔热层、炉壳内壁的面积及厚度、各隔热层、炉壳内壁的面积及厚度（1）隔热屏由于隔热层屏与屏之间的间距约 815mm，这里我们取10mm。钼层厚度为 0.2mm0.5mm，这里取 0.3mm，不锈

5、钢层厚度 0.5mm1.0mm，这里取 0.6mm。屏的各层间通过螺钉和隔套隔开。第一层面积：21F111111HBHLBL 2(14009001400840900840)6.384 =6.3841F第二层面积：22F222222HBHLBL2（14109101410850910850）6.5102 =6.51022F第三层面积：23F333333HBHLBL 2（14209201420860920860）6.6376 =6.63763F第四层面积：24F444444HBHLBL 2（14309301430870930870）6.7662 6.76624F第五层面积：25F555555HBHL

6、BL 2（14409401440880940880）6.8960 6.89605F 第- 4 -页第六层面积：26F666666HBHLBL 2（14509501450890950890）7.027 7.0276F（2）炉壳内壁 炉壳采用双层冷冷却水结构，真空淬火炉对真空度的要求比较高，而且 WZC-60 属于大型真空淬火炉，由于不锈钢板材料较贵，特别对大型炉壳，耗材多、造价高，最终，在性能和成本之间均衡后选择 1Cr18Ni9Ti-A3 钢板作为炉体材料。炉壳内壁面积：2冷F冷冷冷冷冷冷HBHLBL 2（14609601460910960910）7.2076 7.2076冷F圆筒状完体只承受

7、外压时，可按稳定条件计算。有受外压 110 Pa，水压实验按 P210 Pa 计。5水5真空炉的炉壳厚度由以下公式给出：4 . 00)(25. 1BtBDEPLDS 0S(mm)(),900mm()0.3pa()1360mm(),1Cr18Ni9TiA3533000MpaBtDmmPMPaMLmmEtMPa式中： 壳体圆筒计算壁厚 圆筒直径这里为 外压设计压力，为 壳体圆筒的计算长度，为 材料温度为时的弹性模量钢板的 弹性模量为 0.400.3 14601.25 900 ()12.6913533000 900Smmmm实际炉体厚度为 S=S0+C其中：C=C1+C2+C3C壁厚的附加量（mm）

8、C1钢板的最大负公差附加量（mm）C2腐蚀裕度（mm）C3风头冲压的拉伸减薄量（mm）由表得 C1为 0.8mm， 第- 5 -页 C2在单面腐蚀下取 1mm，C3为厚度的 10%，这里 C3=1mm所以，C=2.8mm，故 S=14+2.8=16.8mm，取整 S=17mm S=17mm对于水冷真空炉，还需要进行水压试验来校验强度确定壁厚是否满足使用需求。S 225.5B/ 0 弯225.591/0.903610360式中：B矩形板窄边长度，B91; 1Cr18Ni9Ti-A3 钢的弯曲许用应力为 533Mpa。 弯圆筒炉壳水压试验时，应校核壁上应力。进行水套水压试验，一般水套内通入(23)

9、105Pa（表压)的压力。此外，还要加上1105Pa 抽空压力(内抽真空受的力)。其圆筒经的应力水压试验时，其应力为 422.5Mpa 225 . 0CSPB水422.5Mpa0.9479.7Mpa 0.9479.7Mpa2520.5 912 101.70.3 ss则所需壁厚符合要求，即 S17 S17(3) 炉门与封头的确定真空热处理炉通常采用双层椭圆形炉门，中间通水冷却。炉门形状可分为圆形通，采用标准椭圆形封头作门板，炉门上的法兰要求精加工，加工中变形量一般应0.5mm。由于炉门法兰和壳体法兰是密封面，通过法兰上开设的密封槽及密封团密封，法兰加工要求平整，精度高，密封槽尺寸应核确铣制加工，

10、配合面应磨削加工。真空热处理设备的封头壁厚可以按炉壳设计计算，封头主要有平盖封头、椭圆封头与碟形封头三种。从受外压角度力学分析来说，无折边球面端封头受力状况较好，受力均布，因而本次设计采用无折边球面端封头。封头由以下公式确定：（算法按凸形封头椭圆形封头计算） 第- 6 -页 1.74 2()()1(3)4()() ()BBBBBBBPDDSCPhSmmPMPaRMrDmmrhmmMPaR 式中 封头计算壁厚 外压设计压力 系数, M = 封头直边部分内径 碟形封头圆角半径(m m ) 封头凸出部分内边高度 焊缝系数 许用应力 碟形封头球形部分内半径(m m ) 带入数据后，封头选型取为： 31

11、100161380.16241 11001100NiNDSmmkgVmRKDmm 外径厚度质量m =容积当量球壳内半径三、炉子热平衡计算三、炉子热平衡计算 根据热平衡方程式 Q总 Q有效+Q损失+ Q蓄式中： Q总加热器发出的总热量(kJ/h)； Q有效有效热消耗，即加热工件及工夹具所消耗的热量 Q损失无功热损失(kJ/h) Q蓄加热过程中炉子结构蓄热消耗的热量。 1 1、有效热消耗的计算、有效热消耗的计算Q有效Q工Q夹Q工 GC(t1-t0)式中：Q有效热消耗(kJ/h)；有效Q 工件加热消耗热量(kJ/h)；工 第- 7 -页Q 夹具加热消耗热量(kJ/h)；夹G炉子生产率(kg/h)；t

12、1工件的最终温度()，般取炉温；t0工件的起始温度，()，一股取室温；C工件在温度 t1和 t0时的平均比热容kJ(kgK)工件和夹具在 1300和 20的比热容分别为C 0.636kJ/(kg)和 C 0.486kJ/(kg)，10它们的质量分别为 G =160kg,G=10kg工夹则 QQQ（GG）(C t C t )有效工夹工夹1100 (12010)(0.63613000.48620)138903.6kJ/h Q138903.6kJ/h有效2 2、无功热损失的计算、无功热损失的计算Q损失= Q1+Q2+Q3+Q4式中：Q1-通过隔热层辐射给水冷壁的热损失Q2-水冷电极传导的热损失Q3-

13、热短路造成的热损失Q4-其它热损失（1） 、通过隔热屏热损失 Q 的计算1电热元件、隔热屏的黑度为：0.95；热0.133；0.096；0.073；1230.5；0.56。456冷在辐射系数的测算中，参考工业应用中管状加热体平均的单位表面功率 13W/cm2，参考要求中给出的 100kW 的功率得到加热体表面积大概为: F=0.769232276923. 0/13100mcmWkWPFP热热则导来辐射系数： 第- 8 -页14.9610.76923110.956.38400.133C热2.6984kJ/(hK ) 4其中 F 由前面算得，F为加热元件的表面积。1热同样计算得：C1211224.

14、964.9616.384111110.1336.5102 0.096FF0.2961kJ/(hK )4C2322334.964.9616.5102111110.0966.6376 0.096FF0.2524kJ/(hK )4C3433444.964.9616.6376111110.0966.7662 0.5FF0.4352kJ/(hK )4C4544554.964.9616.7662111110.56.8960 0.5FF1.6638kJ/(hK )4C5655664.964.9616.8960111110.57.2076 0.5FF1.6775kJ/(hK )4C冷6664.964.9617

15、.027111110.57.2076 0.56FF冷冷1.7932kJ/(hK )4则 第- 9 -页Q 161144111100100FCFCFCTT 冷热热冷热4416733731001001112.6420 0.769230.2961 6.03601.7900 6.656933742.5kJ/h Q 33742.5 kJ/h1式中：T电热元件得绝对温度，按高于炉子工作热温度按 100计算，即 T1673K;热T炉内壁的绝对温度，即按设计计算冷得 T373K。冷各辐射屏的温度的验算：第一层：Q41100 T4100热T1热热FC11把各项数据代入上述公式，计算得T =1562K 即 t =

16、1289 t =1289111第二层：Q42100 T4100热T1112111FCFC热热把各项数据代入上述公式，计算得T =1432K 即 t =1159 t =1159222类似计算，得： t =9313t =931;t =702;t =605; t =7023454t =458;t=101 t =6056冷5验算结果与前面设计的各隔热层温度基本相近，符合要求 t =4586近，符合要求。 t=101冷 第- 10 -页（2）水冷电极传导的热损失 Q 计算2根据公式：Q 22124ttdn式中：Q2水冷电极传导热损失，(kJh)；n水冷电极数，n=3；水的密度(kg/m3) ,1.010

17、 kJ/m ;33c水的比热容kJ(kg)d水管直径(m)，一般取 d00060.010m/s,这里d0.008mv水的流速(mh)，对软水一般取 O8m/s 一 12m/s，对中等硬度水一般取 1.2m/s 一 3m/s，这里对于中等硬度水取2m/st1冷却水出口温度()一般取 30-35；这里 t 301t2冷却水出口温度()，一般取 20-25 ，这里 t 20；2一个水冷电极消耗的功率约 051kw。将数据带入公式得：Q 22124ttdn31.010 2320.00844.210 （3020）12660.48 kJ/h 3Q 12660.48kJ/h2（3）热短路损失 Q 计算3该项

18、热损失,包括隔热层支撑件与炉壁联接热传导损失，炉床或工件支承架短路传导损失，以及其它热短路损失等。这部分热损失很难精确计算，权据经验，这部分热损失大约为 Q1的 5一 10左右，这里我们取：Q 8*Q 833742.52699.4kJ/h Q 2699.4kJ/h313（4）其他热损失 Q 计算4 第- 11 -页其它热损失，加热电偶导出装置，真空管道、观察孔、风扇装置等的热损失。这部分的热损失也很难精确计算，根据经验，这部分热损失大约为 Q1的 3一 5左右,取 Q4(3一 5)这里我们取：Q 5*Q 533742.51687.13kJ/h 41Q 1687.13KJ/h4则： QQ Q Q

19、 Q损失123433742.512660.42699.41687.1350789.43kJ/h Q50789.43kJ/h损失3 3、结构的蓄热量、结构的蓄热量 炉子结构蓄热消耗是指炉子从室温加热至工作温度，并达到稳定状态即热平衡时炉子结构件所吸收的热量，对于连续式炉，这部分销耗可不计算。对于周期式炉，此项消耗是相当大的，它直接影响炉子的升温时间，对确定炉子功率有很重要的意义。炉子结蔷热量是隔热层、炉床、炉壳内壁等热消耗之总和。计算公式如下：m tGCQ蓄式中：Q蓄结构蓄热量(kJ/h)；G结构件重量(kg)；Cm结构件材料的平均比热容kJ(kg)结构件增加的温度()；t炉子的升温时间(h)。

20、（1）隔热层的蓄热量第一层：G 111bF 钼10.210 6.3840.31019.53 G 19.53331q 1011ttCGm18.600.259（130120）6171.1kJ q 6171.1kJ1 第- 12 -页第二层：G 222bF 钼10.210 6.51020.31019.92 G 19.92332q 2022ttCGm18.980.259（115920）5599.5kJ q 5599.5kJ2第三层：G 333bF 钼10.210 6.63760.31020.31 G 20.31333q 3033ttCGm19.220.259（93120）4535.3kJ q 4535

21、.3kJ3第四层：G 444bF 钢7.910 6.76620.61032.07 G 32.07334q 4044ttCGm30.370.5041（70220）10439.5kJ q 10439.5kJ4第五层：G 555bF 钢7.910 6.89600.61032.69 G 32.69335q 5055ttCGm30.960.5041（60520）9130.6kJ q 9130.6kJ5第六层：G 666bF 钢7.910 7.0270.61033.31 G 33.31336q 6066ttCGm31.560.5041（45820）6969.1kJ q 6969.1kJ6 第- 13 -页

22、（2） 、炉壳内壁的蓄热量G 内冷冷钢bF7.910 7.207618101024.9 G 1024.933内由于内壁温度由内到外以此降低，内部温度为 100，外部温度为 20。则：q1/2冷0ttCGm冷冷1/21024.90.4682（10020）19194.3kJ q19194.3kJ冷于是：Q蓄冷21lqqq 6171.1 5599.14535.3 10439.59130.66969.1 18074.4160919.1 kJ/h Q60919.1 蓄kJ/h4 4、炉子功率的验证、炉子功率的验证 炉子应供给的总热量：QQQQ总有效损失蓄138903.650789.4360919.125

23、0612.13 kJ/h Q250612.13 总kJ/h则炉子总负载功率 N 总NK1.283.65kw总3595总Q250612.133595与炉子所要求的设计功率 100kw 相近，则取N100kw。总空载升温功率： N100kw总N31.07kw N31.07kw空3595蓄损失QQ50789.4360919.13595空 第- 14 -页空载升温时间：0.25h 0.25h60919.1359535955060.8 1000.835953595QQN蓄损失总四、电热元件的选择及布置四、电热元件的选择及布置 对于中小型加热炉，为了保证加热的均匀性，在炉膛的四周都不知

24、上加热元件，即两底面和两侧面都按上加热元件，加热元件组成星形连接。由于炉温最高温度达 1300，而加热元件的温度则为1400，壳选用石墨棒为加热元件，所加电压为 200V。 根据加热室的形状尺寸，确定石墨棒的有效加热长度为L=600,每个面上都布置有 6 根石墨棒，四个面上共 4624 根。每 8 根为一组进行三相星形连接，每组分配功率为33kw。这样，可使每一个电热元件的功率不致过大，便于调节炉温并保持其均匀性，同时电热元件尺寸可在最常用的范围内。由公式 R 和 FtPU2Rlt式中：F电热元件的截面积(mm2)；电热元件在工作温度时的电阻系数(mm2m)tRt电热元件在工作温度时的电阻(0

25、)；l电热元件有效加热段长度(m)。得：FPUl2PUl2123310 47.52mm F=47.52 mm23200106008322设石墨棒的外径 D10，则其内径： 第- 15 -页d6.3452.471044422 FD为保证功率满足要求，取 d7。根据计算，选用星形方式连接，石墨棒的外 D10 ， D10内径 d7，电热元件在靠近炉口的部分其间距应稍小一 d7些，以使炉口处温度不致过低。其电源为三相，使用磁性调压器。五、工件进出料传送装置设计五、工件进出料传送装置设计 卧式油(气)淬火真空炉的工件传输机构通常由三部分组成，即水平运行机构，取放工件升降机构；工件淬火升降机构。 其中水平

26、运行机构采用推拉式传动机构，把工件(料筐)放于小车上，推拉小车进入加热室的加热位置进行加热，保温结束后，传送机构将工件运送至工作位置进行淬火。 六、其他部件的设计计算六、其他部件的设计计算1 1、冷却系统设计、冷却系统设计(1)冷却水消耗计算壳Q421QQQ33628.512660.481681.447970.38kJ/h2FLBLHBH外外外外外外外壁（）F外壁2980 1480 920980 9207.43m=2（1480）外壁的参数由内壁参数加上壁厚 S 与水冷区厚度而得，约为207807.435795 kJ/h外壁散FQ7800.521ttCQQG散壳水347970.3857954.2

27、 104020式中：炉壳冷却水消耗量(kg/h)；G水通过炉壳总的热损失(kJ/h);Q壳通过沪壳散人周围空气的热损失(kJ/h)Q散 C C水的比热 第- 16 -页t1出水口水的温度()； t2进水口水的温度()。V0.5m V0.5m水水水G0.51.03水3(2)确定水在水壳内的经济流速和当量直径器管内为软水，流速为m/s，则水流管5 . 1得当量直径为：d11 d11V40.5436001.5式中：d当量直径(m)；水的经济流速(ms)；V水的容积流量(m3s)(3)球对流热换系数0.113dd8 . 03100.1130.833310 11 101.511 1037.91KJ/(h

28、) =37.91 kJ/(h)(4)验算水冷炉壁得温度() 壁t壁tFN7 .205水t2029.1100 符合要求 29.1100205.7 11.8137.91 7.05壁tN冷却水带走的热量， 符合要求N11.73kw3595散壳QQ47970.3857953595(5)冷却水的管道设计进水管径的确定进水管直径 d15，出水管径稍大些为 d15D18。 D18 回水管直径的确定 下水管道的流速 2.0m/s2gh22 . 08 . 92 第- 17 -页则下水管道截面直径D 9.4224V0.4 43600 2.0取 D =10 D =1022(6)水的软化和摄环水的应用经软化后循环水可

29、提高其出水温度，一般出水温度为5060T(7)水冷系统的安全保护1)水压保护和监测，安装水压继电器及水压表2)储水箱2. 水冷电极水冷电极水冷电极是将电能引入到炉内电热元件上的导电装置，在设计上主要注意一下几点：(1)水冷电极与炉室内电热元件相连，通过炉壳时要保证良好的密封。通常用真空橡胶圈或聚四氟乙烯圈密封。通水的目的是防止温度过高，烧坏密封圈。(2)电极与炉壳应有良好的绝缘性能，往往两者间用玻璃纤维板、云母、夹布胶木或聚四氟乙烯等材料制的套圈隔开。(3)电极要有足够大的断面积，通常用紫铜制造，在有水冷的情况下，电流密度允许值为 10 一 18A/mm2。(4)电极与电热元件以及电极与电源连

30、线间应接触良好，并有足够大的接触面积，拆装方便。 (5)电极的热损失要尽量小。3. 观察窗观察窗观察窗是真空炉工作时用于观察工件受热情况得，要求结构简单，观察高度适宜，其尺寸的大小在满足观察视野的前提下，应尽量小些。观察窗上的玻璃要求耐温并有一定的强度。6001100时可选用铝硅、高硅氧、石英玻璃。这里观察孔的直径为 50mm，玻璃片直径 66mm，玻璃片厚度为8mm4.4. 热电偶测温装置热电偶测温装置热电偶作为测温和控温装置的感温元件，是真空热处理炉加热室要的测试装置，真空炉上安装热电偶便与一般炉子不同，要保证热电偶丝的引出必须符合真空密封的要求。本设计中一般用钨铼热电偶作为热电偶丝。根据

31、炉子使用温度，使用耐温 16001700的高纯氧化铝作为保护管材料。5.5.风扇风扇风扇结构采用液压马达作驱动力的风扇装置，主要特点是直接利用液压马达的法兰安装面作为静密封面，省得一个水冷却罩，结构简单密封可靠。风扇叶轮多采用离心式叶轮，材料为 45 号钢。风机的风速选为 10m/s6.6. 真空放气阀、真空安全阀真空放气阀、真空安全阀 第- 18 -页真空炉安全阀型式也有几种，主要为防止真空炉亢气压力过高保护真空炉构件及测试元件。这里采用弹簧膜片结构。7.7.法兰设计法兰设计 遵照国标选取真空法兰。七、真空热处理炉真空系统的设计七、真空热处理炉真空系统的设计 真空热处理设备的真空系统通常由获

32、得真空的容器(真空炉)和真空获得设备(真空泵机组)、控制真空和测量真空的组件设备组成。分述如下：(1)真空泵机组，根据炉子工作压力和抽气量的大小，分别选配有不同抽速的超高真空泵，高真空泵，中真空泵和低真空泵。 (2)在真空炉室和真空泵机组间配备的各种真空组件或真空元件，如阀门、过滤器、冷阱、波纹管、管路、密封团和法兰等。(3)为了测量真空系统的真空度，在系统的不同位置上设置测量不同压力的真空规管或其它真空仪表，如电离规管、热电偶规管。通常还设有真空压力表和其它真空测量仪表。 (4)真空检漏仪器、真空控制仪器、充气装置等。1.1.根据设计技术条件根据设计技术条件, ,确定真空系统方案确定真空系统

33、方案根据所选的真空泵的极限真空度应比炉子工作真空度高1 个数量级的原则,同时考虑到真空泵应在 1-Pa 真空度范-210围内有较大的抽气速率。所以,选取机械增压泵和机械真空泵组成的真空系统即:罗茨泵机械真空泵机组。2.2.真空炉必要抽速计算真空炉必要抽速计算pqpFqpVqnpGqS漏表衬料料必5221016. 01057. 0107 . 5 5.7102250 21040 7 103600 0.1333600 0.1330.161054433.516 12.05 101.861 100.1330.133 50.10L/s S50.10L/s必式中S炉子的必要抽速，即为了达

34、到所要求的真空度，必从炉中抽出气体的速度(Ls)；G炉料重量(kg)，为 210kg；料q被处理材料所放出的气体量，换算成标准状态下料 第- 19 -页的气体体积(/100g)，通过查表可知钢在标准3cm状态下的放气量为 0.150.65L/kg，取 0.50L/kg,即 50 /100g；3cmq炉衬材料单位体积中放出的气体量，换算成标准衬状态下的气体体积(/)，取 40/L；3cm3dm3cmV炉衬材料的体积(),隔热屏的体积为 25.3dm3dm3q金属结构材料单位表面积上单位时间内放出的气表体量，换算成标准状态下的体积/（s)） ，3cm2cm因为一般炉内壁均为碳钢件，查表可得q=9.

35、3110-6L/s33.516 ；表2cmhcm/cm23F炉子金属构件和炉壁的表面积（） ，2cmF12.05P真空度，即工作压强(Pa)，为 0.133Pa；处理时间(s)，1h3600s；n热处理过程中的不均匀放气系数，一般取为 1.2，真空烧结时取为 2q系统的漏气率，根据设计要求为漏0.67Pa/h1.86110Pas。43.3.根据炉子必要抽气速率选择主泵根据炉子必要抽气速率选择主泵一般主泵的抽气速率约等于炉子必要抽气速率的 24 倍,考虑到本计算真空系统没有采用障板,过滤器等。阻力损失仅考虑管道和阀门,所以采取 2 倍炉子必要抽气速率即 S=3S主必 =125.25L/s S12

36、5.25/S主按 S选取 ZJ150 机械增压泵为主泵, 选取 ZJ150 机械增压泵为主泵主其主要技术指标为: 抽气速率 150L/s 极限真空度 3.67Pa -2104.4.选配前级真空泵选配前级真空泵机械增压泵(罗茨泵)的前级真空泵的抽气速率按下式算: 第- 20 -页 L/s30151051主前SS按 S选取 2X30 旋片式真空泵为前级泵,其主要 选取 2X30 旋片式真空泵为前级前泵2X30 旋片式真技术指标为: 抽气速率 30L/s 极限真空度 0.22Pa 5.5.确定真空系统管及配件尺寸确定真空系统管及配件尺寸 按所选择的机械增压泵和前级真空泵的性能规格,选取管道及配件如阀

37、门等尺寸规格。(1)真空闽门真空阀门的作用是用来调节气流或隔断气流，种类繁多，根据阀门的工作特性、传动原理、结构和用途。对真空阀的基本要求：尽可能大的流导，密封可靠，操作简便，密封部件磨损性好长，容易安装和维护，有的还要求动作平稳快速，或者同时要求占据空间小等。(2)全属波纹管金属波纹管又称弹性管，它可产生袖向变形，在真空炉上广泛应用于机械真空泵进口侧管道上，其作用是减少机械泵对炉体的震动；另外可用于补偿安装位置误差和热胀冷缩的密封连接件等。真空系统中，对于小型管路，也可用真空橡胶管或尼龙管内衬弹簧结构(金属丝网尼龙管)代替金属波纹管。(3)密封圈结构密封图形式有几种,O 型主要用于静密封,J

38、 型和 O 型主要用于动密封,此外还有金属圈和金属丝的密封结构。密封形式有静密封和动密封,其选用依工作要求而定。(4)冷阶和过滤器根据真空热处理炉的技术要求，提高真空系统的真空度和保护真空系统不受污染，系统中常附设冷阱(又称捕集器)、挡油器、过滤器等。冷阱可捕集真空炉油蒸气、水蒸气等气体，保护真空泵不受污染；如采用液氮冷阱RJ 提高真空度0.51 数量级(对以 Pa 为单位而言)。 过滤器又称除尘器，它的作用是防止真空炉产生的灰尘进入真空泵内污染真空泵油，一般安装在机械泵的入口端管道中。档油器通常装在袖增压泵或扩散泵的入口，一般用水冷，其作用是防止大量油蒸气返入真空炉内，污染真空炉室、隔热屏、

39、加热元件和被处理工件。八、真空热处理的优点八、真空热处理的优点正因为真空热处理所采用的介质是高真空，所以它相比普通热处理有以下优点： 第- 21 -页1.洁净工件表面: 真空附着在这些物体上的油脂属普通脂肪族，是碳、氢、氧化合物、蒸气压较高，在真空中加热时被挥发或分解，随即被真空泵抽掉，使工件表面净化。2.实现无氧化、无脱碳加热: 由于模具均是在真空状态下加热，残余气体的氧分压极低，表面不氧化、不脱碳，而且不形成任何毒性产物。3.除气作用：在真空中可除去工件原来溶解、吸收的气体，使金属产品性能有明显提高。4.脱脂作用：在真空中加热，金属零件在机械加工和冲压成型过程中使用的冷却剂、润滑剂等油脂能

40、自行挥发，并被真空抽走，不致在高温时与零件表面产生反应。故可得到无氧化、无腐蚀的非常光洁的表面。5.节省能源：真空热处理炉蓄热和散热损失小、热效率高。6. 变形小，硬度均匀: 由于真空加热主要靠高温下的热辐射，低温对流作用很弱，因而加热缓慢，工件表面和心部温差小，膨胀收缩较均匀，造成的热应力较小，从而减少工件的最终变形。7.真空热处理后的产品可直接用于电镀或做为最终产品，免除了清洗、表面加工等辅助工序，大大降低生产成本。8.提高工件塑性、强度: 固态金属在真空下进行热处理，表面有脱气作用，从而提高它的塑性和强度。9.对环境无污染，自动化程度高，操作简单。九、真空热处理炉特点九、真空热处理炉特点真空淬火炉是真空热处理炉的主要类型，品种多、数量大、结构复杂、发展迅速。本次设计的 WZC-60 真空淬火炉是真空双室淬火炉的一种这种炉子加热室与冷却室由真空间阀隔开，工件在冷却室进行冷却时，加热室不受影响，可以防止工件油淬时产生油蒸气对加热宣的侵入和污染，提高加热元件的使用寿命和绝缘件的绝线性能。因此，工件冷却速度较单室真空气淬炉快，由于双室炉冷却气体只充入冷却室，加热室保持真空，因而缩短工件时间(抽真空，加热等)，生产效率较单室真空炉提高 25-30左右，连续式