真空燒結(jié)爐是真空環(huán)境或維護(hù)氣氛中對(duì)被加熱物品進(jìn)行維護(hù)性燒結(jié)的爐子，其加熱方式比較多，如電阻加熱、感應(yīng)加熱、微波加熱等。文章從電阻加熱燒結(jié)爐的工作原理，結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行論述。
1前言電阻加熱，真空條件下，加熱器通電發(fā)生電阻熱通過(guò)輻射傳熱將工件(或材料)加熱。燒結(jié)是硬質(zhì)合金毛坯生產(chǎn)工藝的一道工序，也是決定硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)鍵工序，切已證明，真空燒結(jié)工藝比氫氣燒結(jié)工藝具有優(yōu)越性，一些發(fā)達(dá)國(guó)已全部采用真空燒結(jié)。電阻加熱真空燒結(jié)爐，應(yīng)用較為廣泛。
2工作原理加熱體通電，因其電阻而產(chǎn)生熱量，通過(guò)對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)等方式傳送給工件，使其被加熱或融化，從而達(dá)到某種工藝目的此次介紹的金屬加熱體-鉬加熱器。真空條件下，傳熱以輻射為主。
q=i2r輻射給工件→t工件↑ 電源：交流、低壓、大電流。
2.1電阻爐的分類(lèi)①按加熱位置分：外熱式是加熱體放在馬弗爐外；內(nèi)熱式是把加熱室，保溫爐襯和爐床都放在爐室內(nèi)部。
②按結(jié)構(gòu)形式分：a立式：爐體中心線與地面垂直，占地面積小。b臥式：爐體中心線與地面平行，占地面積大。
③按作業(yè)方式分：a周期式 爐子每完成一次工作，停止重新抽空，進(jìn)行下一次工作循環(huán)。b連續(xù)式：兩個(gè)室，一個(gè)加熱室一個(gè)出料收料室。c連續(xù)式：三個(gè)室，即裝料室，加熱室和出料室。
④按工作溫度分：低溫爐-低于1150℃，中溫爐-1150°℃到1600℃，高溫爐-高于1600℃3電阻爐的結(jié)構(gòu)3.1電阻爐的組成：爐體、加熱室、真空系統(tǒng)、電源、給排水系統(tǒng)、充放氣系統(tǒng)、風(fēng)冷換熱系統(tǒng)、壓控系統(tǒng)。詳細(xì)說(shuō)明一下，爐體、加熱室、真空系統(tǒng)三大局部。
3.1.1爐體：
爐殼是將工作空間與大氣隔離的密閉容器，同時(shí)又是爐子各部件的裝置機(jī)架。爐殼的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是盡量選擇圓筒結(jié)構(gòu)，因?yàn)閳A筒型結(jié)構(gòu)受壓強(qiáng)度好，穩(wěn)定性高，焊縫少，節(jié)省資料。
爐蓋的結(jié)構(gòu)形式主要爐殼直徑大小，當(dāng)爐殼圓筒直徑大于800mm時(shí)，應(yīng)選用蝶形、橢圓形封頭。
3.1.2加熱室：
加熱室采用不銹鋼或碳鋼內(nèi)表鍍鎳、噴鋁、涂覆有機(jī)材料。主要由保溫爐襯和加熱體構(gòu)成。
3.1.3真空系統(tǒng)：
由泵+閥門(mén)+冷阱+管路+波紋管組成。主要根據(jù)工作要求，確定泵的選擇①爐子的額定工作溫度(均溫區(qū)內(nèi)溫度)②裝爐量均溫區(qū)尺寸。③工件在加熱時(shí)爐膛內(nèi)均溫區(qū)允許溫度誤差。④爐子的升溫時(shí)間，包括空爐升溫時(shí)間和滿(mǎn)載升溫時(shí)間。⑤爐膛內(nèi)真空度，包括冷爐極限真空和滿(mǎn)載時(shí)的熱態(tài)真空度。⑥爐子的升壓率(即壓力隨時(shí)間的增長(zhǎng)率)⑦加熱體上的額定電壓及可調(diào)范圍等。
4.2總體設(shè)計(jì)方案①爐型設(shè)計(jì)，內(nèi)熱或外熱、立式或臥式、周期式或連續(xù)式。②加熱體、保溫爐襯的資料以及結(jié)構(gòu)形式。③均溫區(qū)尺寸，保溫爐襯、加熱體的外形尺寸，爐殼的整體尺寸。④真空系統(tǒng)主泵，前級(jí)泵，冷阱，閥，管道設(shè)計(jì)。⑤傳動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)，減速器等。⑥冷卻系統(tǒng)：水箱，管路，水量、水壓丈量?jī)x表等。⑦電氣系統(tǒng)：原理圖，接線圖，控制柜，操作臺(tái)。⑧測(cè)溫、測(cè)壓系統(tǒng)：丈量位置和元件。
4.3加熱功率計(jì)算方法①加熱功率的熱平衡計(jì)算方法：φ=φ1+φ2+φ3式中：φ-加熱器所發(fā)出的總熱量；φ1-加熱時(shí)的有用熱流量；φ2-損失熱流量；φ3-爐內(nèi)資料蓄熱所消耗的熱能量)②加熱功率的外表積估算法 ③加熱功率的容積估算法。④加熱體的計(jì)算方法。⑤加熱體幾何尺寸計(jì)算方法。
4.4.2加熱體壽命計(jì)算方法①加熱體電阻增加(15-20%時(shí)，為使用壽命。②允許蒸發(fā)量的計(jì)算、資料蒸發(fā)速率的計(jì)算。③加熱體使用壽命。
5結(jié)束語(yǔ)真空燒結(jié)爐現(xiàn)廣泛應(yīng)用釹鐵硼等磁性資料行業(yè)，面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益嚴(yán)重，凸顯真空燒結(jié)爐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，降低燒結(jié)爐成本是十分必要的。
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