真空气氛炉

一、真空气氛炉介绍

  真空气氛炉，也被称为无氧退火炉，是一种将真空技术与热处理工艺相结合的设备。它通过在真空或特定气氛环境下进行加热处理，能够提升材料的致密化程度和热处理质量。这种炉型广泛应用于电子、科研、工矿企业及高等院校等领域，适用于金属淬火、陶瓷烧结、玻璃退火等多种工艺需求。真空气氛炉不仅能满足常规热处理要求，还能根据材料特性选择合适的气氛（如氢气、氮气、氩气等），为不同材料提供理想的热处理环境。

  1、真空气氛炉的结构组成

  ①炉膛
  炉膛是真空气氛炉的核心部分，通常采用氧化铝多晶纤维材料制成，通过真空吸附工艺成型。这种材料不仅耐高温，还具有优异的保温性能，能够确保真空气氛炉内温度均匀分布。炉膛内部通常配备碳化硅棚板，用于传导热量，使加热过程更加节能且温度分布更均匀。
  ②电热装置
  电热装置是炉膛的加热源，通常由电阻丝或硅碳棒等加热元件组成。这些元件在通电后产生高温，通过热传导和对流将热量传递到炉膛内部，确保材料在设定温度下完成热处理。
  ③密封炉壳
  真空气氛炉炉壳采用双层结构，外层为保护壳，内层为密封层。炉门和炉顶采用高温硅橡胶密封，确保炉内真空或气氛环境稳定。为了延长密封垫的使用寿命，炉门和炉顶还配备了循环水冷系统，降低密封处的温度。
  ④真空系统
  真空系统由真空泵和真空管道组成，用于抽出炉膛内的空气，形成无氧或低氧环境。这一系统在热处理过程中起到关键作用，防止材料氧化或发生其他不良反应。
  ⑤气氛控制系统
  真空气氛炉炉体上方设有进气口、出气口和抽真空口，用于控制炉内气氛。进气口通常位于炉膛底部，气体经过预热后进入炉内，再从炉顶后部排出，确保炉内气氛均匀分布，减小温差。
  ⑥供电系统
  供电系统为电热装置提供稳定的电力支持，通常安装在真空气氛炉炉体底部侧面，结构紧凑，占用空间小。
  ⑦控温系统
  控温系统是确保热处理精度的关键部分，通常由温控仪和热电偶组成。温控仪具有自动跟踪PID值、温度补偿等功能，能够调节气氛炉膛温度，使其与设定值一致。为了方便操作，温控仪通常安装在炉体侧板上，支持实时观察和调节。

  2、真空气氛炉特点

  ①双层炉壳设计：炉体采用双层结构，配备风冷系统，既能快速升降温，又能确保炉壳表面温度低，符合标准，操作更便捷。
  ②节能炉膛：炉膛使用氧化铝多晶纤维材料，具有保温性能和节能效果，同时延长了设备的使用寿命。
  ③多气氛控制：支持预抽真空功能，并可通入氩气、氢气等多种保护气体，满足不同材料的热处理需求。
  ④智能化控制：配备USB接口和485接口，支持计算机连接，实现多台设备管理和远程故障诊断。同时具备温度校正功能，确保加热精度。
  ⑤触摸屏操作：可选配触摸屏控制系统，支持数据存储、历史记录查询及远程控制功能，操作直观便捷。
  ⑥多样化炉管选择：根据温度需求，可选择石英炉管（适用于1000℃以下）或刚玉炉管（适用于高温环境），满足不同工艺条件。

  二、真空气氛炉工作原理

  真空气氛炉的工作原理基于真空环境和气氛控制的结合。先通过真空泵将炉膛内的空气抽出，形成无氧或低氧环境，避免材料在高温下氧化或发生其他不良反应。随后，根据工艺需求，向炉内通入特定的保护气体（如氩气、氢气或氮气），以进一步控制炉内气氛。在加热过程中，炉膛内的温度均匀上升，确保材料在稳定的气氛环境中完成烧结、退火或淬火等工艺。通过温度控制和气氛调节，真空气氛炉能够实现高质量的热处理效果。

  三、真空气氛炉的型号参数

 设备名称：ZP.T40/XX  选择不同的XX确定不同的温度

型号	炉管 外径（MM）	温度	加热段长度（MM）	功率（KW）	电压（V）	炉管总长（MM）
ZP.T40/10/12/14/16/17	Φ40	1000~1700℃	250	2	220/380	900
ZP.T60/10/12/14/16/17	Φ60	1000~1700℃	250	3	220/380	900
ZP.T80/10/12/14/16/17	Φ80	1000~1700℃	250	4	220/380	900
ZP.T100/10/12/14/16/17	Φ100	1000~1700℃	250	4	220/380	900

可以根据用户的需求定制各种尺寸的真空气氛炉

目前大多数真空气氛炉炉的工作真空度在1.33~1.33×10ˉ3Pa。价格几千到几万不等。

四、真空气氛炉操作步骤

  1. 准备工作

  检查冷却系统：打开冷水机开关，确保冷却水压正常。如果水压过低，设备会触发报警并无法启动。

设备状态检查：确认升温方式设置为“手动”档，功率调节旋钮逆时针旋转到底，加压开关处于“停”的位置，加压电位器调至zui小。

  2. 启动电源

  依次打开主电源开关和次电源开关，确保设备通电。

  3. 开炉并放入样品

  充气至常压：如果炉内处于真空状态，需通过进气阀缓慢充气至常压，然后使用千斤顶打开炉盖。

放置样品：取出保温盖，将待处理的样品放入炉膛。注意不要触碰发热体，以免造成短路。

加盖保温：如果不进行加压烧结，需盖上内外两层保温盖；若需加压烧结，则需移除内层保温盖和小盖。

  4. 设定加热程序

  升温：通过程序设定升温速率，zui大速率不超过100℃/min。200℃以下可手动升温，1000℃以上建议使用红外自动控温。升温过程中需保持真空状态，并监控电流，确保不超过额定值（如700A）。

降温：可通过程序设定降温速率，或直接关闭加热让其自然降温。注意降温过程中不能停止冷却水供应，以免损坏密封圈。

  5. 设定加压程序

  预压：在升温前进行预压，压力通常设定在1.0-1.5MPa之间，可通过手动操作完成。

加压：当温度达到设定值后，开始加压。手动加压时，旋转加压电位器并观察位移变化；自动加压时，在仪表上设定目标压力，设备会自动完成加压和保压。

卸压：实验结束后，将加压开关拨至“降”的位置，待压力完全释放后关闭液压泵。

  6. 抽真空步骤

  抽低真空：关闭所有真空阀门，启动机械泵，运行1-2分钟后打开低真空阀（上碟阀），对炉膛进行初步抽真空。

抽高真空：当真空度达到15Pa以下时，开启扩散泵预热约45分钟，然后关闭上碟阀并打开主阻挡阀。当真空度达到1.33×10⁻¹Pa以上时，方可开始加热。

注意事项：上碟阀和主阻挡阀不能同时开启；充气前需关闭真空计，以延长其使用寿命。

  7. 通入保护气氛

  根据实验需求，通入高纯氩气或氮气等保护气体，压力范围通常为常压至700Pa。

  8. 实验结束与清理

  保持真空状态：实验结束后，对炉膛抽真空1小时左右，确保压力表显示小于0.1Pa，以维持设备性能。

关闭冷却系统：关闭冷水机开关。

清洁设备：卸下观察窗玻璃并清洁，同时保持真空气氛炉炉体表面整洁。

记录与检查：在实验记录本上详细记录实验数据，离开前检查水电、灯光、空调和窗户是否关闭，确认无误后锁门离开。