第八章-真空热处理炉
2024年真空热处理炉市场规模分析
2024年真空热处理炉市场规模分析一、引言真空热处理炉是一种用于处理金属材料的高温设备，通过将材料置于真空环境中，加热至高温，然后迅速冷却，以改善材料的物理和化学性能。
真空热处理炉在各种行业中被广泛应用，包括航空航天、汽车制造、电子设备等。
本文将对真空热处理炉市场规模进行分析。
二、市场规模概述根据市场研究数据，真空热处理炉市场在过去几年呈现稳定增长的趋势。
预计到2025年，全球真空热处理炉市场规模将达到X亿美元。
这主要受到以下几个因素的影响：1.行业需求增长：随着航空航天、汽车和电子设备等行业的发展，对高性能金属材料的需求不断增加，进而推动了真空热处理炉市场的增长。
2.技术进步：真空热处理炉的技术不断创新和改进，提高了处理效率和材料质量，进一步推动了市场的发展。
3.环境法规：在一些国家和地区，环境法规对金属加工行业提出了更严格的要求，促使企业采用真空热处理炉等绿色环保技术，推动市场需求的增加。
三、市场细分真空热处理炉市场可以按照行业、产品类型和地域进行细分。
1. 按照行业细分真空热处理炉在各个行业都有广泛的应用，其中航空航天和汽车制造是主要的应用领域。
这些行业对高强度、耐热、耐腐蚀的金属材料的需求推动了市场的增长。
2. 按照产品类型细分根据热处理炉的功能和工艺要求，真空热处理炉可以分为多种类型，如真空炭化炉、真空气氛炉、真空油淬炉等。
不同类型的真空热处理炉适用于不同的材料和工艺需求，满足了市场的多样化需求。
3. 按照地域细分真空热处理炉市场在全球范围内也存在地域差异。
目前，亚洲地区是真空热处理炉市场增长最快的地区，其中中国、印度和日本是亚洲地区最大的市场。
此外，北美和欧洲地区也有较大的市场规模。
四、市场竞争态势真空热处理炉市场存在较大的竞争，主要供应商包括：1.公司A：这家公司是真空热处理炉市场的领导者，其产品质量和技术水平在行业内有很高的口碑。
2.公司B：此公司专注于研发先进的真空热处理炉技术，其产品性能和创新能力备受市场认可。
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉是一种用于金属材料热处理的设备，它能够在真空环境中对金属
材料进行加热、保温和冷却，以改善材料的机械性能、耐磨性和耐蚀性。
真空热处理炉的工作原理可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
首先是加热阶段。
在加热阶段，真空热处理炉通过加热元件对工件进行加热。
加热元件通常是采用电阻加热器或者感应加热器，通过电流在加热元件中产生热量，然后将热量传导给工件。
在真空环境中，由于没有空气和氧气，工件的表面不会发生氧化和变色，同时也能够避免表面的碳化现象，从而保证了工件的表面质量。
接下来是保温阶段。
在加热到一定温度后，需要对工件进行保温，以确保工件
内部温度均匀。
真空热处理炉通常会采用隔热材料来保持工件的温度，在保温过程中，工件内部的组织结构会发生变化，从而提高了材料的强度和硬度。
最后是冷却阶段。
在保温一定时间后，需要对工件进行冷却，以固定工件的组
织结构。
真空热处理炉通常会采用气体冷却或者油冷却的方式来对工件进行快速冷却，从而确保工件的组织结构不会发生变化。
总的来说，真空热处理炉通过加热、保温和冷却三个阶段来对金属材料进行热
处理，从而改善材料的性能。
在真空环境中进行热处理能够避免氧化和碳化现象的发生，保证了工件的表面质量；同时通过保温和冷却过程，能够改善工件的组织结构，提高材料的强度和硬度。
真空热处理炉的工作原理为金属材料的热处理提供了一种高效、稳定的工艺方法，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
热处理真空炉原理
热处理真空炉原理热处理真空炉是一种用于金属材料热处理的专用设备，适用于各种铁、钢、铜、铝、镍等金属材料的退火、正火、淬火等热处理工艺。
它不仅可以保证金属材料的质量和性能，而且可提高生产效率和节省能源，因此得到了广泛应用。
热处理真空炉主要包括炉体、加热元件、温度测控系统、真空抽气系统、气体进出系统、冷却系统等几个部分。
一、炉体炉体是热处理真空炉的主要部件之一，它由炉体本体和烤盘等组成。
炉体本体一般由不锈钢板和隔热材料组成，保温板材质通常采用耐高温的硅酸铝板、氧化铝板等。
而烤盘则为金属材质，其作用是承载金属材料进行热处理。
二、加热元件加热元件是指在热处理过程中提供热能的元件，常见的有电热管、电磁线圈、辐射板等。
不同的加热元件适用于不同的材料和工艺，如钢铁、铜铝等金属材料的烤盘通常会采用电热管进行加热。
而对于高温合金等材料，电磁线圈和辐射板则比较适用。
三、温度测控系统温度测控系统是指在热处理过程中测量和控制加热炉内部温度的系统。
它由温度探头、温度计、计算机控制等部分组成。
温度探头通常采用热电偶或红外线传感器等，它能实时检测到烤盘表面的温度并将数据传输给计算机。
计算机通过对测温数据的比对和分析，控制加热元件的工作状态，从而保证炉内的温度稳定和一致。
四、真空抽气系统真空抽气系统是将热处理真空炉内部空气抽走的关键部件。
它由真空泵、管路和各种阀门等组成。
真空泵可根据热处理工艺的要求，选择一级、二级或高真空泵，以保证内部真空度在热处理过程中的稳定性。
五、气体进出系统气体进出系统主要用于进行热处理后的气氛控制。
它由各种气体管路、调压阀、过滤器等组成。
在退火、淬火等工艺中，常常需要利用气氛控制，形成邻近真空的纯气氛环境。
通过对不同工艺气氛的控制，对金属材料的微观结构和性能进行调节和控制。
六、冷却系统冷却系统是指在热处理完毕后将高温的金属材料迅速冷却以获得特定的组织和性能的关键部件。
它由各种冷却介质管路和冷却补偿装置等组成。
真空热处理炉设计
真空热处理炉设计
1.设备结构和材料选择：
真空热处理炉的基本结构应该包括炉壳、绝热层、加热元件、冷却系统、真空系统和控制系统。
炉壳通常使用不锈钢材料制成，确保耐高温和抗腐蚀性能。
绝热层可以使用陶瓷纤维或耐火砖等材料，以保持炉体内高温环境的稳定性。
2.控制系统：
真空热处理炉的控制系统应具备温度、真空度和时间等参数的监测和调控功能。
温度控制通常采用热电偶或红外线传感器，并通过PID控制算法进行调节。
真空度的监测可以使用离子计、热阴极计或负荷阀等真空测量设备进行。
3.加热元件：
加热元件是实现炉体加热的关键组成部分，常用的加热元件包括电阻丝、石墨和电磁加热器。
这些加热元件应能够快速且均匀地提供热量，并具备较高的耐热性能。
4.真空系统：
真空系统主要包括真空泵和真空度控制装置。
真空泵的选择应根据炉体的尺寸和所需真空度进行，常用的真空泵有机械泵、扩散泵和栅极离子泵。
真空度控制装置可以通过电磁阀和流量计实现对真空度的调节。
5.安全保护：
6.能量消耗优化：
为了提高真空热处理炉的能效，可以考虑采用能量回收设备，如烟气热交换器和余热利用装置，以最大程度地回收炉体散发的热能。
最后需要指出，真空热处理炉的设计除了以上所述的几个方面外，还需要根据具体工艺要求和使用环境进行细致的设计和优化。
设计师应根据材料性质、工艺要求和经济可行性等因素综合考虑，以确保真空热处理炉能够满足客户需求，并在长期运行中保持高效、可靠和安全。
真空炉热处理炉加热原理
真空炉热处理炉加热原理
真空炉热处理炉是一种高温炉，能够在真空或气氛控制环境下对物品进行加热处理。
它是广泛应用于金属材料热处理、电子元器件加工制造，以及物质表面改性等领域的一种设备。
真空炉热处理炉的加热原理是将加热器产生的热量传递给加热室内的物品，使其达到所需的加热温度。
具体地说，真空炉热处理炉的加热器一般采用电阻丝、电极等加热元件。
当电阻丝或电极通电时，它们就会发出约束振动，从而使铁磁性物质中的自旋磁矩发生改变，相应地产生了磁滞损耗热，使物品得到加热。
这种加热方式叫做磁滞损耗加热。
此外，真空炉热处理炉也可以采用电磁感应加热。
当加热室中的物品介质处于交变电场中时，它们会产生涡流并发生阻碍现象，同时大量磁滞损耗热也产生。
这种加热方式叫做涡流加热。
通过这种方式可以达到较快的加热速度，提高了生产效率。
在加热的过程中，为了保持加热室内的真空环境，需要使用真空泵抽取加热室内的空气，从而形成真空气氛。
同时，为了保证加热室内温度的均匀性，需要采用加热区域外伸入加热室内的管道且带有散热片
的装置，使加热温度均匀分布。
通过控制加热器的加热功率和加热时间，可以控制加热室内的温度和加热时间，从而实现热处理的目的。
总之，真空炉热处理炉是一种应用广泛的高温设备，主要通过磁滞损
耗加热或涡流加热的方式将加热器产生的热量传递给加热室内的物品，在真空或气氛控制的环境下实现对物品的加热处理。
第八章真空热处理炉
三、机械真空泵 真空泵：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容
器进行抽气而获得真空的器件或设备。
抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。极限 压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。
机械真空泵：是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵。
1、机械真空泵的分类 1）变容真空泵：利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目
排气阀浸在油里以防止大气流入泵中。泵油通过油孔及排气阀进 入泵腔，使泵腔内所有的运动表面被油覆盖，形成了吸气腔与排气腔 之间的密封。
单级旋片泵一般极限压力只能达到1.3Pa(个别可达0.1Pa)，为 什么极限压力不能再低呢？
(1)泵的结构上存在有害空间，该空间中 的气体是无法排除的。当旋片转过排气口 后，这一部分气体又被压缩，经过转子与 泵腔间的缝隙又回到吸气空间，所以每次 总有些气体排不尽。
§8－1 真空系统
一、真空概念 1、真空：在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。 2、真空度：真空状态下气体的稀薄程度，用压力表示；
单位：1标准大气压≈1.013×105Pa=9.7×10-1Kg/cm2； 1bar（巴）＝105Pa＝0.9869标准大气压
1Torr ≈133Pa=1mmHg
油，所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。
3)干式真空泵：它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。 4)罗茨真空泵：泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转
子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。
2．动量传输泵：依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体
或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。
分子真空泵：利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，
真空热处理炉的安全操作
真空热处理炉的安全操作真空热处理炉是常用的热处理设备之一，广泛应用于金属材料的热处理加工过程中。
由于真空热处理炉操作涉及到高温、真空等危险因素，因此需要特别注意安全操作。
本文将介绍真空热处理炉的安全操作，以减少事故发生的可能性。
真空热处理炉的基本结构真空热处理炉由炉体、加热器、隔热层、温度控制系统、真空系统等组件组成。
炉体一般采用不锈钢板制作，内部装有加热器和隔热层，能够承受高温高压的作用。
温度控制系统可以对炉内温度进行精确控制，而真空系统则能够将炉体内的氧气等气体抽出，实现真空加热。
真空热处理炉的危险因素在操作真空热处理炉时，需要注意如下危险因素：高温真空热处理炉涉及到高温的作用，一般操作温度在900-1200度之间。
高温不仅容易引起烧伤，还容易引起设备的老化和损坏。
因此，在操作真空热处理炉时，一定要配备防高温手套、防高温服等防护装备，避免直接接触高温表面。
真空真空热处理炉的真空度达到0.01Pa左右，而普通大气压下的压强为101.325kPa左右。
这就意味着在炉内容易形成真空，而操作者一旦误入炉内，就可能导致缺氧、昏迷等危险事故的发生。
因此，在操作真空热处理炉时，需严格遵守安全操作程序，如检测真空炉门、放气等。
电器设备真空热处理炉内的加热器、温度控制系统等都是由电器设备控制的。
如果电器设备出现故障或者误操作，就会引发严重事故。
因此，在使用真空热处理炉时，必须遵守操作程序，并经过专业人员培训，才能够进行操作。
真空热处理炉的安全操作程序为了保证操作真空热处理炉的安全性，我们需要严格遵守以下程序：1. 完善的安全管理制度制定完善的安全管理制度，严格执行计划。
如安排专人值班、制定严格操作规程、定时对设备进行维修保养等。
2. 检查设备状态在启动真空热处理炉前，需要对设备状态进行检查，检查所有操作单元是否处于正常状态。
如检查变压器、电缆线、温控仪等设备是否工作正常。
3. 配备防护装备在进行真空热处理炉操作时，需要佩戴防护手套、工作鞋、安全帽等防护装备。
真空无氧热处理炉
真空无氧热处理炉
真空无氧热处理炉是一种特殊的热处理工艺，它将具有良好绝缘性能的真空容器中的
物料在一定温度下经过一段时间热处理，以改善材料性能。
真空无氧热处理炉的主要功能
是消除物料表面的气泡、焊点及其他非金属材料部分，调整结构分布、改变显微结构和提
高材料的抗腐蚀性能。
真空无氧热处理炉的基本原理是：物料在真空条件下进行无氧热处理，从而避免了钝
化剂的使用，使得材料的结构和性质发生改变。
真空无氧热处理炉还可以以热处理物料，
从而改善材料的性能和平整度。
真空无氧热处理炉一般由真空室、真空泵、加热系统、热控系统和排放系统组成。
真
空室是真空热处理炉的核心部分，用于热处理物料，通常由不锈钢制成。
真空泵负责将真
空室内的空气排出，以保持真空状态。
加热系统用于将真空室加热到所需温度，热控系统
负责检测室内的温度，并调整温度来保持热处理过程的均匀性。
通常真空无氧热处理炉还
会装有冷却系统，将真空室冷却到设定温度，有效地结束热处理过程。
真空无氧热处理炉具有良好的安全性、操作简洁等优点，可以在室温（20- 30摄氏度）下使用，热处理过程可以均匀性到1000摄氏度，用来热处理多种金属，如钢铁、镍、铜、铝、钛等，也可以用于复杂结构的组件的热处理，如汽车和机械零件的热处理等。
此外，真空无氧热处理炉还有自动化、电脑控制以及变频、变温等功能，操作安全可靠，故障率低，能够有效地改善材料性能，以适应工艺需求。
因此，真空无氧热处理炉目
前已被广泛应用于船舶、汽摩、机械等行业，受到了人们的一致认可。
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在连接涡轮的轴另一端，压缩机将空气抽到气 缸中。 压缩机是一种离心泵，它在叶片的中心 位置吸入空气，并在旋转时将空气甩到外面。
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
8.2.2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。
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。
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。
8.4真空热处理炉技术的发展
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
“Twin-Screw式”机械增压器解剖图
第八章 真空热处理炉
认识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？
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
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。