第八章-真空热处理炉教程文件
真空热处理炉的安全操作详细版
文件编号：GD/FS-6807（操作规程范本系列）真空热处理炉的安全操作详细版The Daily Operation Mode, It Includes All The Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify ManagementProcess.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________真空热处理炉的安全操作详细版提示语：本操作规程文件适合使用于日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。
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真空热处理炉是近年来得到较大发展的先进热处理设备，工件是在超低气压的空间里进行加热和冷却的。
它具有质量好、节能、安全和污染少等优点。
虽然真空炉的发热体用低压电，但电源电压仍为380V，操作时仍需要安全用电。
真空炉制造时，应确保不漏气、不漏水。
真空炉炉体和炉盖等的密封是用橡胶件，因此需要用水隔层进行冷却。
若水漏到炉膛里时，炉膛温度很高，会引起爆炸。
真空炉处理的工件，应清洗净表面油污，同时避免淬火油槽的油蒸气进入炉膛。
这些油蒸气和空气混合后将形成爆炸气氛，一旦有明火或通电时就会产生爆炸。
所以真空炉装料后应关闭炉门，将炉膛抽成真空后，方可通电加热。
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真空热处理工艺及操作方法
真空热处理工艺及操作方法1、真空度的概念真空为气体较稀薄的空间，在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态，统称为真空。
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
1标准大气压(1 atm)≈1.013×105Pa(帕)1Torr≈1/760atm=1 mmHg1Torr≈133Pa1Pa≈7.5 ×10- 3Torr表1 工程压力单位转换表我国将其真空区域划分为：低真空、中真空、高真空和超高真空。
目前真空热处理炉的真空度大多在103～10 -4Pa的范围内。
2、真空加热的特点2.1、防止氧化作用金属的氧化和氧化物的分解，按下式进行当真空中氧的分压大于氧化物的分解压Po2时，金属要氧化；相反，当MeO 的分解压力大于真空中的氧分压时，MeO会分解出金属来。
在真空中加热不仅使金属本身不氧化，而且使原来已氧化的金属进行还原分解，这便是除锈作用。
2.2、真空脱气作用采用真空熔炼难熔金属、活拨金属，达到充分去除H2，N2，O2的目的。
目前广泛使用的钢液真空脱气处理，使钢液更纯净，钢材更致密.提高了钢的质量。
固态金属在真空下进行热处理，同样有脱气作用。
金属的脱气，可提高它的塑性和强度。
真空度愈高，温度愈高，脱气时间愈长，有利于金属的脱气。
2.3、脱脂作用真空热处理炉，已广泛应用于易损伤的金属箔、拉丝线材和精密的带有小孔筛眼之类金属零件的脱脂处理。
因为附着在这些物件上的油脂属普通脂肪族，是碳、氢、氧化合物，蒸气压较高，在真空中加热时被挥发或分解，随即被真空泵抽走。
真空热处理虽有脱脂作用，但不能认为真空热处理前的工件可不经清洗就装人炉中，因为大量的油脂不仅污染了炉子，还会污染真空泵油损坏真空泵的性能。
2.4、真空下元素的蒸发在热处理温度范围内，常压下，金属与合金的蒸发是微不足道的。
然而，真空热处理时工件表面层中某些元素的蒸发，有时是很严重的。
常用的合金元素Zn、Mg、Mn、Al、Cr等的蒸气压较高，易蒸发，造成表面合金元素贫乏。
第八章-真空热处理炉
也很小，这样B室进出气口的压力差也较小，被压缩气体返回的数量也相应 减少；同时，后级泵中易蒸发的油分子不断被前级A室抽走，油蒸气的分压 减少了，因而双级泵的油污染比单级小，极限真空度将大大提高。目前的 双级旋片真空泵的极限压力可10-2Pa。
既具有容积泵的工作原理，又有分子泵的抽气效应。由于转子的连 续旋转，被抽气体从泵进气口吸入到下转子与泵壳之间的空间 V0 内， 吸气后 V0 空间是全封闭状态。随着转子的转动，封闭的 V0 空间与排 气口相通，由于排气侧气体压力较高，引起一部分气体反冲过来，使 V0 空间内的气体压力突然
增高。当转子继续转动时， V0 空间内原来封入的气体连同反 冲的气体一起被排向泵外。这 时，上转子又从泵入口封入 V0 体积的气体。由于泵的连续运 转，使两个转子不停地形成封 闭空间 V0 又不停地将封闭空 间内的气体排出泵外，从而实 现了抽气的目的。
2）双级旋片泵
泵由两个工作室组成。A是低真空 级，B是高真空级，两室前后串联。
当泵开始工作，且吸入气体的压力 较高时(例如从大气压力开始抽气)，气 体经B室压缩，压力急增，则被压缩的 气体的一部分直接从辅助排气阀(1)排 出，另一部分则经由前级排出。
当泵工作一段时间后，B室吸入的 气体压力较低时，虽经B室的压缩，压 力也达不到一个大气压以上，排不开辅 助排气阀(1)，则吸入的气体全部进入
间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实 现较高转速； (3)泵腔内无需用油密封和润滑，可减少油蒸气对真空系统的污染； (4)泵腔内无压缩，无排气阀。结构简单、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水 蒸汽不敏感； (5) 压缩比较低，对氢气抽气效果差； (6) 转子表面为形状较为复杂的曲线柱面，加工和检查比较困难。
真空热处理设备PPT课件
真空与等离子热处理设备具有高效、优 质、低耗和无污染等一系列优点，是近代热处 理设备发展的热点之一。
• 真空热处理炉的基本类型、性能考核与使用维 修；
• 等离子热处理炉的基本类型、维修与保养； • 真空高压气淬炉； • 真空渗碳炉。
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1、真空热处理炉
表 1 真空热处理炉的基本类型
分类方法
用途 真空度
工作温度
作业性质 炉型 热源
炉子结构与加热方式
内容
真空退火炉、真空淬火炉、真空回火炉、真空 渗碳炉、真空钎焊炉、真空烧结炉等
低真空炉（1333～1.33×10-1Pa）、 高真空炉（1.33×10-2～1.33×10-4Pa）、 超高真空炉（1.33×10-4Pa以上）
低温炉（≤700℃）、 中温炉（700～1000℃）、 高温炉（＞1000℃）
间歇式作业炉、半连续作业炉、连续作业炉
立式炉、卧式炉、组合式炉
电阻加热、感应加热、电子束加热、等离子加热
外热式真空热处理炉、内热式真空热处理炉
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图 1 气冷真空炉结构
a）内循环气冷真空炉 炉
b） 外循环 对流加热的气冷真空炉结构
a) 单循环风扇
b) 双循环风扇
1. 炭黑问题
2. 渗碳均匀性问题
3. 工艺程序制定，过程控制及重复性问题
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真空渗碳工艺
（a）一段式 （b）脉冲式 （c）摆动式
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真空渗碳设备
•单台真空渗碳炉 •真空渗碳炉生产线
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mult-i-cell型多室真空渗碳生产线
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第七章-真空热处理炉教学文稿
6.1 真空热处理炉基本类型
按照真空度分类
➢ 低真空（ ～ 10-1） ➢ 高真空（10-2 ～ 10-4） ➢ 超高真空（10-4 ～）
按照工作温度分类
➢ 低温炉（ ～ 650℃ ） ➢ 中温炉（650℃～1000℃） ➢ 高温炉（1000℃～）
按照作业性质分类
➢ 间歇式真空炉 ➢ 半连续真空炉 ➢ 连续真空炉
三室油淬、高压气淬真空炉
6.2 真空热处理炉的结构与设计
6.2.1 加热装置
P总
P计算
P总 ——炉子的总功率 P计算——理论计算值 η——效率
也可以采用经验 计算法，利用 有效加热区容 积与加热功率 的关系曲线， 确定功率。
➢ 主要依靠辐射传热，工作条件较好，但高 温下易挥发，防止真空放电（低于100V ）
真空系统一般由真空泵、真空阀门、真空测量 仪表、冷阱、管道等部分组成
真空系统的选用根据炉子所要求的真空度选择 合适的真空泵，选配相应的真空阀门、管道等
采用油扩散泵(或增压泵)的真空系统，工作时先 开动旋转泵预抽真空，当达到扩散泵或增压泵 最大反压强时。油扩散泵才能投入工作。
采用旋转泵、油扩散泵和增压泵组成的真空系 统时，工作时先用旋转泵预抽真空，再用增压 泵抽中真空，当大部分气体去除后．扩散泵再 投人工作
二、 内热式真空热处理炉
发热体、快速加热和 冷却，使用温度高，可大型化，生产效率高，相比 较而言内热式真空热处理炉的应用范围更广。
➢ 气淬真空炉； ➢ 油淬真空炉； ➢ 退火、回火，渗碳，渗氮等炉型；
双室油淬、气冷真空炉
The End
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➢ 油冷必须采用专门的低蒸汽压真空淬火油； ➢ 水冷情况下，冷却室与加热室间用真空阀门分隔。
真空加热炉原理及操作ppt课件
安全阀滴水 1）安全阀关闭不严
排除方法
1）检查各密封点，重新启动、排气、 投产。 2）清洗或更换新盘管。 3）停炉清理，畅通烟管。 1）检修或更换阀门 2）清洗盘管
1）停炉、清理烟管。 2）查燃料流量，调整燃烧器 3）按“换热效果差”分析排除
1）停炉，换水 2）拆开液位计，用水冲洗干净 3）更换液位计磁浮子 1)清理阀口或更换阀芯
真空相变加热炉
六、停运
a)干法保养:(普通情况下一个月以上的，易采取干法保养) 枯燥剂不要直接接触加热炉金属外表，可装在铁盘等容器内，为了
防止枯燥剂吸潮发胀，故只装容器的1/2～1/3，防止发胀后溢出，存放 枯燥剂后要关严人孔，手孔和其它孔盖，汽、水管道上的阀门必需截断， 最好用盲板堵死。每月应检查一次，生石灰变粉时及时改换。
真空相变加热炉
六、停运
1、正常停运 加热炉在冬季长时间停顿运转，要将加热炉内的水彻底排
出，以防冻结。 2、紧急停炉 在以下情况下操作人员应采取措施紧急停炉： a〕加热炉内水位急剧上升或下降。 b〕加热炉内压力急剧上升。 c〕压力表或真空阀出现失灵或缺点 3、加热炉停运—炉体的防腐保养 a)干法保养 b)湿法保养
真空相变加热炉
七、投运
1.投运前检查 检查加热炉各阀门仪表衔接能否完好 给加热炉参与软化水，加至液位计的1/2~2/3处 翻开燃气阀门 检查供气压力〔减压阀门前〕〔0.1~0.4MPa〕 调整熄灭器熄灭压力〔减压阀门后〕：0.002~0.005MPa 设定熄灭器个部件的参数： 空气压力开关：1~3mbar 燃气低压开关：2.5~5mbr 燃气高压开关：50~100mbr 给仪表和控制柜送电 检查供电能否正常 设定水浴温度比例调理仪参数：根据工矿要求设定启炉值；停炉值；
真空热处理原理与设备应用(PPT 45页)
真 可参照常压下固态相变原理进行真空热处理工
空
艺。
应
用
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5
1)真空热处理的作用和特点
真空热处理的作用
(1)保护作用
防氧化、防脱碳、防增碳、防吸气、防腐蚀
保持了金属表面原有化学成分和光泽，真空热处理 称为光亮处理。
空
热条件下挥发或分解，得到光洁表面。
应
用
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7
真空热处理的作用3
(5)蒸发作用
使零件之间、零件与料框之间发生粘接； 使金属工件表面粗糙； 金属中某些元素脱出（如铬），破坏工件表面特性； 电极绝缘性能下降，易发生短路事故。
真 空 为防止金属的蒸发，可充入保护气体，调节炉 应 内压力。 用
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卧式真空电阻炉
真 空 应 用
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连续式真空电阻炉
真 空 应 用
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真空钎焊炉
真 空 应 用
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（3）气淬风冷系统
（a）结构组成—风机（一般为离心式）、气 流循环管道、热交换器（内交换或外交换）
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3.1 真空热处理原理及设备
改善材料的性能的主要两个途径
调整化学成分—合金化 进行热处理—结晶结构改变
热处理工艺
真
通过加热、保温、冷却的操作方法
空
使材料的组织结构发生变化
应
以获得所需性能
真空热处理炉介绍
真空热处理炉介绍全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：真空热处理炉是一种广泛应用于金属、陶瓷、玻璃等材料的热处理设备，它通过在真空环境下进行加热、保温和冷却的过程，改善材料的物理性能和化学性能。
真空热处理炉具有温度均匀、温度控制精准、能耗低、环保等优点，在现代工业生产中得到了广泛的应用。
一、真空热处理炉的工作原理真空热处理炉是利用真空环境进行热处理的设备，其主要工作原理是通过将加热元件放入真空室内，利用电加热的方式提高室内温度，使待处理的材料在真空环境下进行均匀加热。
经过一定时间的加热保温后，再通过控制冷却系统将材料冷却至室温。
整个过程中，可以实现对材料温度、保温时间等参数进行精确控制，从而达到所需的热处理效果。
真空热处理炉主要由真空室、加热元件、控制系统、冷却系统和排气系统等部分组成。
真空室是真空热处理炉的核心部件，它能够在真空环境下进行高温加热和保温，并且具有较好的保温性能。
加热元件通常采用电阻加热器或电磁感应加热器，用于提供加热功率以及控制加热温度。
控制系统则负责监控和控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理过程的稳定性和准确性。
冷却系统则负责将材料冷却至室温，并且通常采用水冷或气冷方式进行散热。
排气系统则用于将真空室内的气体排放出去，维持真空环境。
真空热处理炉广泛应用于电子、航空航天、汽车、机械、医疗器械等行业，用于改善材料的硬度、韧性、耐腐蚀性、抗疲劳性等性能。
在电子行业，真空热处理炉常用于半导体材料的退火、固化等过程；在航空航天领域，真空热处理炉则用于航空发动机零部件的强度提升和表面处理；在汽车制造业，真空热处理炉可以用于汽车发动机、变速箱等零部件的强度提升和寿命延长。
随着现代工业技术的不断发展，真空热处理炉也在不断更新换代，并且出现了许多新型的真空热处理设备。
采用高温合金材料制成的真空热处理炉具有更高的温度范围和更长的使用寿命；采用自动化控制系统的真空热处理炉可以实现远程监控和智能化操作；采用能源回收技术的真空热处理炉具有更高的能效和更低的能耗。
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“Twin-Screw式”机械增和掌握真空热处理炉的种 类、结构特点、真空热处理所用材 料等，对真空热处理炉有初步的了 解。
8.1真空系统
对工件进行热处理时热处理炉腔实现真空的目 的是什么？
真空热处理使工件具有不氧化、不脱碳， 处理后可保持表明光亮和原有光泽，提高了耐 磨性和使用寿命，并对工件有脱脂、脱气作用 等优点。 为什么淬火后能够提高钢件的耐磨性？
一 般 只 用 于 1000℃ 以 下 ， 真 空 度 不 超 过 1.33×10-1～1.33×10-2Pa范围。 2.钼、钨、钽纯金属
使用温度受合金挥发的限制，长期加热时， 会使晶粒粗化、变脆。
8.3真空热处理炉所用材料
3.石墨电热元件 石墨具有膨胀系
数小，耐冲击性能好， 高温机械性能好，易 于加工，价格便宜等 优点。
8.2.2内热式真空热处理炉
3.三室真空淬火炉 由加热室、气冷
室、油冷室三大部分 组成，即既可以实现 气淬又可实现油淬。
工件先在中间的 加热室加热，再根据 工件性能要求选择适 油淬或气淬
8.2.2内热式真空热处理炉
油淬过程中须注意的问题
1）为防止或减轻油蒸气对加热室的污染,一般依靠向
淬火室充以高纯度中性或惰性气体的办法解决。淬火 油液面压强的变化将对淬火油的冷却能力造成影响,进 而影响到钢的淬硬性与淬透性。为此,必须严格控制充 气量,以使油面压强保持一定数值,满足不同钢材淬火效 果的不同要求。
变型的工件是不可能的，因为夹具本身都或多
或少存在着变形。
8.1真空系统
低于一个大气压力的空间称为真空，国际
单位用压力表示，单位为（Pa）
8.2.2内热式真空热处理炉
2.负压油冷炉（油淬 炉）
由炉体、加热室、 冷却室、工件传送机 构、真空系统等组成。
炉体制成圆筒形 水冷套结构即外层与 内层的炉壁中间通水 冷却，所以外壁可以 由碳素钢制造。
将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上一定温度，
保温后以大于临界冷却速度的速度冷却得到马 氏体组织。
8.1真空系统
教材第八章前言部分中论述真空热处理炉的优 点时称“表面通常可不加工且工件不变形”， 而论述其缺点时又论述“加热均匀性差”，是 否矛盾，如何实现 “表面通常可不加工且工件
不变形”？
将工件将处理的工件夹住防止变型，没有
8.2.2内热式真空热处理炉
真空等温淬火
等温淬火获得的下贝氏体组织,其综合性能 好且可减少变形,该工艺在航空工业采用较多。
主要有真空硝盐等温淬火和真空等温油淬 火。真空硝盐等温淬火操作中过程应注意介质 在淬火前的加热搅拌,以将淬火介质中的杂质和 水汽及时排除。同时,应加强对真空系统的清洗, 以防管路堵塞和泵油被污染。为保持主真空系 统不受污染,常将一单独的机械泵抽空系统设于 真空等温
由炉体、加热室、高 压大功率通风机、内循 环喷射式冷却系统等组 成。
特点是采用高压大风 量风机，确保大截面高 速钢工件可以淬硬，提 高气淬的均匀性可以安 装更多的喷嘴。
8.3真空热处理炉所用材料
一、电热元件 在内热式热处理炉内受到真空放电和化学热
处理气氛的作用，电热元件的服役条件恶劣。 常用电热元件有以下几类。 1.镍铬及铁铬铝合金
另外,油面压强对淬火变形亦有极大影响。降低油 面压强,可使淬火变形显著减轻。
8.2.2内热式真空热处理炉
8.2.2内热式真空热处理炉
由上图可知,对不同淬透性的钢应选取不同的淬火
油面压强。淬火时还应注意的是淬火室充气与淬火入
油的先后顺序,对于淬透性不好的钢种应采用先充气后
入油方式淬火,对于淬透性较好钢种应采用先入油后充
8.4真空热处理炉技术的发展
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8.2.2内热式真空热处理炉
8.2.2内热式真空热处理炉
淬火可以显著提高钢的强度和硬度，为了 消除淬火钢的残余内应力，得到不同强度、硬 度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回 火。所以淬火和回火是不可分割的、紧密衔接 在一起的两种热处理工艺。
8.2.2内热式真空热处理炉
4.高压高流率气淬真空 炉
8.3真空热处理炉所用材料
二、炉衬
内热式真空炉的炉衬采用隔热屏或保温炉 衬，隔热屏材料在1100℃以下常采用不锈钢板， 在1100℃以上采用钼等高熔点金属、石墨或陶 瓷等。隔热屏一般5～6层，金属屏厚0.3～ 1mm，石墨屏厚5～10mm。石墨纤维较易细 易飞扬，可能在大面积上引起短路，安装和使 用过程中需注意。
气或不充气方式淬火,具体工艺的选择取决于钢材特性。
2） 试验表明,高速钢真空高温加热时使其表面活化,
真空淬火时淬火油受热分解形成的活化碳原子在油淬
过程中渗入,使工件表面形成30~40μ m的白层。这种
渗碳现象随淬火温度上升而更加严重,且与淬火加热保
温时间无关。为防止该现象的产生,可采取气-油两段冷 却法予以解决。