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真空热压炉在陶瓷复合材料、硬质合金、金刚石复合片和功能陶瓷行业用得很普遍。它和普通真空烧结炉的差别在于，除了温度之外还要在竖直方向施加机械压力，让粉末在高温下一边致密化一边成型。工况复杂，对炉体密封、水冷结构、加热均匀性和冷却速度都有要求。东莞市志远工业设备有限公司在做卧式单室真空热压炉时，把双壁水冷炉体、锁圈双向密封和快冷系统做成成熟配置，让客户在做热压工艺时不用再为辅助系统操心。
一、卧式单室双壁水冷结构怎么布局
真空热压炉分立式和卧式两种。立式适合做高度方向尺寸大、压力大的工件；卧式适合做直径大、高度小的圆盘或者片状工件，装料和观察都方便。志远工业这台设备采用卧式单室结构，炉体水平放置，前端是炉门，后端是封头，工件从前端装进去，沿水平方向放在料台上。
炉体和炉盖都做双壁水冷结构，两层钢板之间走冷却水。内层钢板承受炉膛高温和真空负压，外层钢板作为外壳，两层之间的夹层把内壁热量带走，让外壁温度保持在常温附近。前端炉口法兰和后端封头都是整体加工件，焊缝做探伤。后端封头上开两个法兰接口，一个装快冷鼓风机，一个接真空系统和充气系统。整个炉体放在焊接底座上，底座下部预留液压油缸或者压头的安装位置，把压力方向从竖直方向传到工件上。
这种结构的好处是：炉体水平放，工人操作时不用爬到高处，装料观察都在腰部高度完成；双壁水冷让炉外壁不烫手，车间夏天操作环境好；法兰和封头都在工厂整体加工，现场拼装精度容易保证。
二、锁圈双向密封为什么重要
真空热压炉的炉门密封要同时扛两种工况：一种是抽真空时炉内负压，外界大气压往里压；另一种是快冷阶段往炉内打高压气体，炉内压力往外顶。普通密封圈在负压下和正压下的贴合方向相反，长期来回切换容易出现局部泄漏。志远工业在这台设备上用锁圈双向密封结构，密封圈放在炉门法兰的凹槽里，锁圈把炉门均匀压紧到炉口法兰上。
这种密封结构在负压工况下，密封圈被炉内负压吸在法兰面上；在正压快冷工况下，密封圈被炉内气压压向另一面。无论哪个方向，密封圈都能贴紧法兰面，不会因为方向切换出现缝隙。锁圈采用齿啮式或者旋转式压紧机构，液压或者电动驱动，压紧力均匀，锁紧之后有机械指示，确认到位才允许启动加热和充气。密封圈是易损件，定期更换，设备交付时随机配几根备用。
三、加热室和料台怎么配合热压工艺
加热室由隔热层、加热元件和料台三部分组成。隔热层用石墨毡或者碳纤维毡，长期在高温真空中不粉化。加热元件用石墨筒或者石墨条，沿炉膛圆周均匀布置，让料台区域的温度均匀。料台是热压工艺的关键工位，工件放在料台上，上压头从上方下来施压，下压头固定在料台底座上。压头材料用石墨或者硬质合金，能承受高温高压，和工件接触的一面加工平整，避免压偏。
热压工艺的控制逻辑比普通烧结复杂：先抽真空，再升温到预设温度，保温一段时间让工件软化，然后在保温阶段开始加压，压力按工艺曲线从低到高爬升，保压一段时间后再按曲线泄压。整个过程温度和压力要同步协调，不能先加压再升温，也不能温度没到就开始加压。控制系统把温度曲线和压力曲线绑在一起，由PLC自动执行，压头的压力由比例阀控制，压力传感器实时反馈，闭环调节。
四、快冷系统怎么把冷却速度提上来
热压工艺结束后，工件还在高温状态，自然冷却要等大半天，整炉周转效率低。志远工业在这台设备后端封头处装一台高流率鼓风机和热交换器，组成强制循环快冷系统。鼓风机启动之后，把炉内气体从加热室抽出来，经过热交换器，再从加热室前端吹回去，形成闭环循环。热交换器里走冷却水，把气体热量带走。
热交换器前面加导流板，让气体在加热室里分布均匀，不会出现局部吹得太猛、局部冷却慢的情况。充气系统配储气罐和大通径气动截止阀，快冷开始时先往炉内充入高压高纯氮气，再启动鼓风机，气体在炉内循环冷却。微调阀和手动阀并联，正常用气动阀控制，调试阶段用手动阀微调。真空系统用旋片泵加罗茨泵加扩散泵的组合，把炉膛抽到工艺真空。
卧式单室、双壁水冷、锁圈双向密封、快冷系统这几件事组合到一起，让一台真空热压炉既能跑高温真空热压，又能在烧结结束后快速把工件降下来。东莞市志远工业设备有限公司做这类设备多年，把每一个细节都按实际工况打磨过，客户拿到设备之后不需要自己再做大量改造。后续客户如果工艺方向调整，从热压改成普通烧结，或者加热元件从石墨改成二硅化钼，原有炉体和控制系统都可以在原机上改造，不用整台更换。