我國真空爐有著廣闊的發展前景:
1) 自上世紀80年代以來,國外廣泛采用高壓氣淬代替油淬,以免除清洗工序,提高工件表面質量。上世紀90年代初,國外已在開發的高頻淬火機,如上所述,業已開發出工作壓力達,工作溫度達2200℃的高溫高壓真空爐,向高溫高壓發展的趨勢還將持續。
(2)廣泛采用計算機微電子技術及網絡技術,研制開發智能控制系統和網絡管理系統,實現真空爐工藝和設備的柔性化和連續作業。
(3)進一步提高自動化程度和控制精度,主要技術指標:①爐溫均勻性 ≤±3℃;②充氣壓力,氬+氫混合氣體控制冷卻并回收;③最高加熱溫度 2500℃;④壓升率;⑤真空度。
(4)開發真空等溫熱處理技術、設備及智能控制系統。
(5)開發真空感應加熱技術。
(6)研發真空脫脂清洗技術與設備及推廣應用。
(7)真空離子注入、真空離子涂覆技術和設備的開發和應用。
(8)在計算機技術的推動下,廣泛應用真空爐工藝CAD和真空爐設計C A D技術,實現真空爐工藝最佳化和真空爐結構的優化設計。
真空爐出現于20世紀30年代前后。1927年美國制成電工材料真空退火爐。1953年真空自耗電弧爐在工業上已用于熔煉海綿鈦。50年代前后真空感應爐在工業上得到廣泛應用。1960年美國研制成油淬真空爐。近幾年,真空爐一般由爐膛、電熱裝置、密封爐殼、真空系統、供電系統和控溫系統等組成。密封爐殼用碳鋼或不銹鋼焊成,可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。為防止爐殼受熱后變形和密封材料受熱變質,爐殼一般用水冷或氣冷降溫。爐膛位于密封爐殼內。根據爐子用途,爐膛內部裝有不同類型的加熱元件,如電阻、感應線圈、電極和電子槍等。熔煉金屬的真空爐爐膛內裝有坩堝,有的還裝有自動澆注裝置和裝卸料的機械手等。真空系統主要由真空泵、真空閥門和真空計等組成。 真空爐按加熱元件分為真空電阻爐、真空感應爐、真空電弧爐、真空自耗電弧爐、電子束爐(又稱電子轟擊爐)和等離子爐等。
常見的真空爐2大類:
一. 真空電阻爐
1. 外熱式真空爐:(在普通井式爐爐膛中放一個真空爐罐)
A. 主要進行退火操作,可通過拆去真空管道吊出爐罐進行冷卻,可準備幾個真空爐罐,進行連續操作。
2.內熱式真空爐:(爐罐真空,爐罐和爐體之間也是真空)
A. 特點:可使爐罐內外壓力一致,減少爐罐壁厚
B. 內熱式:電阻絲懸掛在圓柱形爐膛內側
C. 種類:碳管爐、雙室真空爐、高壓氣淬爐
a. 碳管爐:隔熱屏為內層鏌片(0.3mm),處層不銹鋼。
鏌片遇高熱后,表面變得光亮,將輻射能反射回去,故能保溫。且本身含氣量小,故適合高真空。
b. 雙室真空爐:此爐為臥式,分前、后室,均為真空狀態,中間用真空閘門分開,后室中有一密封的爐罐,工件在后室中加熱,好了后,打開真空閘門,拉到前室,碳氈中跑出的氣體也趕到前室,再關閉真空閘門,打開爐門出料。進料后,先把前室抽真空,再打開真空閘門將料推進后室加熱。同樣也可通保護氣體,加上油槽后,可作淬火處理。
c. 高頻淬火機:利用高壓氣體對工件進行淬火,適用于高速鋼
二. 真空感應爐
半連續式真空感應爐:坩堝可連續澆幾個模子,不必等爐冷后,再將模子取出相對周期式真空爐而言,不必對加熱室反復抽真空,可使加熱室始終處于真空中,另外不必等爐冷后,再將模子取出,提高效率。
何謂半連續:依靠小車移動進出,完成工序。小車在澆鑄后開出,換一個模子再進入加熱室進行澆鑄。