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1.1第八章真空热处理炉授课人：杨晓敏NorthUniversityofChinaCollegeofMaterialsScienceandEngineering2008.01.04返回总目录1.2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1.3§8－1真空系统§8－2真空热处理炉的分类§8－3真空热处理炉所用材料§8－4真空热处理炉技术的发展§8－5离子渗氮炉第八章真空热处理炉1.4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；5、工件不易变形。第八章真空热处理炉1.5一、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）。§8－1真空系统1.6二、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§8－1真空系统旋片式机械泵滑阀式机械泵机械增压泵油增压泵油扩散泵真空泵真空测量：电离规管、热偶规管、真空压力表等1.71.8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。1.9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。§8－1真空系统1.10（三）典型真空系统机械旋转泵1.11机械旋转泵＋油扩散泵/油增压泵1.12机械旋转泵＋油扩散泵＋油增压泵1.13§8－2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1.14工作过程：放入工件—密封炉罐—抽真空—加热—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1.15（一）外热式真空热处理炉1.16（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；1.17内热式气冷真空热处理炉1.18内热式油淬真空热处理炉1.19§8－3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；1.20§8－3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℃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。1.21§8－3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。1.22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1.23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1.24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§8－3真空热处理炉所用材料1.25§8－4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。1.26