三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能模塊

 

真空加壓爐通常由爐體、爐門(mén)、加熱與保溫系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等多個(gè)功能模塊組成。

 

爐體結(jié)構(gòu)：爐體采用雙層304不銹鋼水冷結(jié)構(gòu)，精密拋光處理有利于縮短抽氣時(shí)間。爐蓋為雙層水冷結(jié)構(gòu)，內(nèi)外壁均為304不銹鋼并經(jīng)精密拋光處理，中間通冷卻水。

 

加熱與保溫系統(tǒng)：加熱系統(tǒng)通常采用石墨筒形加熱器或高純等靜壓石墨發(fā)熱體。該結(jié)構(gòu)有助于溫度均勻分布，且發(fā)熱體便于維修和更換。隔熱系統(tǒng)采用由硬氈和軟氈共同組成的復(fù)合保溫層，加工制作成一個(gè)整體的隔熱系統(tǒng)。采用可控硅控溫，配置有PID功能儀表，數(shù)顯表，具有超溫聲光報(bào)警功能。

 

液壓加壓系統(tǒng)：由液壓站、加壓油缸、壓力傳感器等組成，通過(guò)電磁閥控制。位移傳感器采用光柵尺，測(cè)距精度可達(dá)0.02mm。壓力控制可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)調(diào)壓和保壓，壓升率可控制在2.0Pa/h以?xún)?nèi)。

 

真空系統(tǒng)：由油擴(kuò)散泵、羅茨泵、機(jī)械泵配電磁壓差閥以及充氣閥、放氣閥、真空蝶閥、真空壓力表等組成。電磁壓差閥可防止因突然停電導(dǎo)致機(jī)械泵油倒灌。

 

四、技術(shù)參數(shù)

 

真空加壓爐的技術(shù)參數(shù)因設(shè)備規(guī)格和工藝要求的不同而有所差異。

 

溫度參數(shù)：最高溫度可達(dá)2000℃以上。真空熱壓爐中，石墨發(fā)熱體的爐型最高工作溫度可達(dá)2000℃，鎢錸熱電偶配合紅外測(cè)溫儀可實(shí)現(xiàn)±1℃的控溫精度。對(duì)于專(zhuān)門(mén)用于高速鋼、模具鋼淬火處理的加壓氣淬型真空爐，額定溫度為1350℃，常用溫度為1300℃，溫度均勻性可控制在±5℃范圍內(nèi)。

 

壓力參數(shù)：最大壓力可達(dá)20噸（20T）至數(shù)百?lài)嵅坏龋瑝毫Σ▌?dòng)可控制在±0.05MPa以?xún)?nèi)。位移行程為0至100mm，位移精度為0.02mm。

 

真空度：冷態(tài)極限真空度可達(dá)5×10?³Pa以下，壓升率不超過(guò)2.0Pa/h，保持系統(tǒng)良好密封性。

 

充氣壓力：充氣壓力（微正壓）不超過(guò)0.05MPa，可使用氮?dú)?、氬氣及混合氣體作為保護(hù)氣氛。有效工作區(qū)從小型實(shí)驗(yàn)室級(jí)Φ160×160mm到大型工業(yè)級(jí)Φ1500×2000mm均有相應(yīng)規(guī)格。

 

五、應(yīng)用領(lǐng)域

 

真空加壓爐的應(yīng)用覆蓋先進(jìn)陶瓷、粉末冶金、航空材料等多個(gè)方向。

 

先進(jìn)陶瓷材料：用于氮化硅、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯等高性能陶瓷的致密化燒結(jié)。在生產(chǎn)高精度氮化硅陶瓷軸承等產(chǎn)品中，真空加壓爐能夠通過(guò)高溫加壓使陶瓷粉末致密化，獲得高硬度和高斷裂韌性。高溫陶瓷材料（氧化硼、高純氧化鋁等）以及光電材料（氧化鋯、六鎬化鑭等）均在真空加壓爐中完成高溫致密化處理。

 

粉末冶金與合金材料：適用于粉末冶金、功能陶瓷等新材料的高溫?zé)岢尚?。可用于由難熔金屬（如鎢、鉬、鉭等）組成的合金材料的真空燒結(jié)，以及粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)溫度下的熱處理。

 

航空航天與貴重材料處理：用于稀有金屬、貴重材料的加壓擴(kuò)散焊接。通過(guò)真空環(huán)境和加壓條件的共同作用，使兩種或多種金屬材料在界面處實(shí)現(xiàn)原子級(jí)別的擴(kuò)散結(jié)合。

 

六、選型要點(diǎn)與使用建議

 

選用真空加壓爐時(shí)，建議根據(jù)被燒結(jié)材料的最高燒結(jié)溫度選擇適當(dāng)?shù)臓t型。石墨發(fā)熱體與保溫屏適用于2000℃以?xún)?nèi)的高溫?zé)Y(jié)；對(duì)于可能對(duì)碳污染敏感的材料（如某些電子陶瓷），應(yīng)選用鉬或鎢金屬發(fā)熱體。需根據(jù)待處理工件的最大尺寸確定熱壓區(qū)直徑和高度，確保工裝模具能夠順利放入工作區(qū)。根據(jù)材料燒結(jié)工藝要求確定所需的最大單軸壓力：對(duì)于較易致密化的材料，10至20噸級(jí)即可滿(mǎn)足要求；對(duì)于難燒結(jié)的硬質(zhì)陶瓷如碳化硅、氮化硅等，可能需要50噸以上的壓力規(guī)格。使用中應(yīng)定期檢查石墨模具的磨損情況，檢查真空系統(tǒng)的密封性，對(duì)液壓油定期更換和濾清?？刂葡到y(tǒng)中的PID參數(shù)應(yīng)結(jié)合具體工藝進(jìn)行整定調(diào)試，以取得較好的控溫效果。