单晶炉热场主要组件有哪些?
2022年12月12日
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单晶炉热场
石墨炉膛虽然较重,低温热容量较大,但不会热变形,良好的导热性减少了一些不利因素。虽然石墨比钼便宜,但由于石墨的脆性,石墨导轨在装载工件时容易掉屑。最近新开发的石墨纤维材料可以防止碎裂的发生,但成本相对较高,甚至高于钼材料。
选择炉膛材料遇到的主要问题是高温环境下的固态共晶现象,也就是说有时候炉膛材料和工件材料在高温下会发生共晶。例如,高于1165℃的温度,碳和镍金属将局部共晶。镍是许多钢(尤其是不锈钢)中常见的金属元素,所以这些钢件在热处理时不能与石墨炉床或夹具接触。
为此,石墨炉床的滑轨通常需要陶瓷或钼元件来隔离工件和石墨炉床。在一定条件下,钼还会与某些材料共晶。而且钼能与钢中一些常用的金属合金发生化学反应,但反应温度往往远高于正常的热处理温度范围。
热场是真空电阻炉的核心部分,其质量直接影响到炉子的性能和运行成本。热场的设计是多种多样的,设计方案的具体选择主要基于工艺流程的具体分析。
石墨热场的热场承载部分
根据炉体的形状,石墨热场承载部件通常由一个或多个圆形钢圈组成,材料通常为不锈钢而不是普通碳钢。不锈钢虽然增加了成本,但大大增加了耐用性。
在大多数真空炉设计中,气体喷嘴都在不锈钢环周围。因此,石墨热场承载部件还起到使气体遍布整个工件的作用。隔热构件通过各种形状的不锈钢构件固定在热场承载构件上。
工件支承炉床
工件承载件是为支撑热处理工件而设计的,其材料仍然是流行的钼和石墨。通常在炉膛上建造滑轨来装载工件,并通过螺钉将其固定安装在炉膛外部的加固区域。由于材料的高强度,对于相同重量的工件,钼炉床可以建造得比石墨炉床更轻。在长期反复的热环境下,钼轨会发生一定程度的变形。
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