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真空退火炉在热处理行业里是用量很大的一类设备。和真空淬火炉、真空烧结炉比，退火炉的温度区间相对低一些，工艺重点是缓慢降温、消除内应力、保持工件表面光亮。特别是一些小零件的光亮退火，比如紧固件、铜材焊丝、不锈钢拉深件，对表面质量要求高，普通箱式炉在空气里退火容易氧化变色，用真空退火炉处理出来的工件表面干净，不需要后续抛光或者酸洗。这篇文章把真空退火炉的结构特点和应用场景讲一讲。
一、小零件真空退火的工艺特点
真空退火和普通退火的最大区别，在于工件是在真空环境下完成整个加热和冷却过程。普通退火炉在空气里加热，工件表面和氧气接触，冷却后会形成一层氧化色，对于要求表面光亮的零件来说这就是不合格品。真空退火炉把炉腔内的空气抽走，工件在无氧环境里加热，出炉后表面保持金属本色，光亮如初。
小零件的退火有它的特殊性。比如不锈钢紧固件、铜螺母、铝丝焊丝这些零件，体积小、数量大，一炉要装很多件。装在料筐里堆在一起，如果炉腔内气流不畅通，中间的工件和边上的工件温差大，退火效果就不均匀。真空退火炉在结构设计上要考虑料筐的摆放方式，让每个工件都能均匀受热。有些炉子在炉腔内加了导流板，让气流沿着料筐的缝隙走，保证不同位置的工件温度一致。
退火工艺的关键是升温慢、保温足、降温缓。升温太快，小零件内部的热应力来不及释放，退火效果打折扣；降温太快，工件又会产生新的内应力。真空退火炉的控制系统要能按工艺曲线自动执行，升温速率、保温时间、降温速率都可以设定，设备一步步走下来，不需要操作工一直盯着。
二、炉罐密封的结构设计
真空退火炉的炉罐是核心部件，工件放在炉罐里面，炉罐和炉壁之间是加热区。炉罐的作用一是密封，把工件和加热元件隔离开，防止工件挥发物污染加热元件；二是保持炉腔内的真空度，不让外界空气漏进去。炉罐的密封好不好，直接决定了退火后工件的表面质量。
炉罐一般用不锈钢或者耐热钢焊接而成，焊缝要做探伤检查，不能有气孔和裂纹。炉罐和炉门之间用硅胶圈或者氟橡胶圈密封，配合水冷法兰，保证在工作温度下密封材料不老化。有些性能较好的真空退火炉用金属密封圈，密封效果更好，寿命更长，但成本也高一些。
炉罐的真空度要定期检查。设备用久了，密封圈老化或者焊缝出了微小裂纹，真空度就会下降。判断方法是看抽到规定真空度需要多长时间，如果比新设备的时候长了很多，说明漏率变大了。找到漏气点可以做局部修补或者更换密封圈。如果炉罐本身变形严重，那就需要整体更换了。
三、保温炉体后移快冷的设计
传统的真空退火炉，加热完了降温很慢，因为保温层把热量关在炉腔里，自然散热要等好几个小时。为了提高生产效率，现在有些真空退火炉做了一个很实用的结构改进——保温炉体可以向后移动。退火工艺完成后，把装着工件的炉罐从保温炉体里拉出来，或者把保温炉体向后移开，让炉罐暴露在外面，配合冷却水套和风机强制冷却，工件的降温速度就能提高好几倍。
这种设计的好处很直接：一炉工件退火结束，冷却时间从原来的四五个小时缩短到一两个小时，设备的日产量就上去了。而且因为工件是在真空状态下快速冷却的，不会氧化，表面质量不受影响。保温炉体后移的机构一般是电动或者气动的，操作简单，按一下按钮炉体自己就移开了，不需要人工去搬。 实际生产中，真空铝钎焊炉的温控精度对最终结果影响较大。
快冷过程中还要注意控制冷却速度。有些材料退火后的冷却速度有讲究，不能太快也不能太慢。太快了工件又产生内应力，等于白退火了；太慢了效率上不去。控制系统可以根据不同材料的工艺要求，设定不同阶段的冷却速率，在快冷的基础上做精细控制。
四、控制方式的选择
真空退火炉的控制方式有几个档次可以选。最简单的是PID温控仪表加手动操作，价格便宜，但工艺曲线要靠人工一步步调整，适合产量小、品种单一的用户。中档的是PLC控制加触摸屏，可以编程存储多段工艺曲线，自动执行升温、保温、降温全过程，适合多品种批量生产的用户。再高档的是电脑联机控制，可以在电脑上编辑工艺曲线、记录生产数据、远程监控设备状态，适合自动化程度高的生产线。
选型的时候要根据自己的实际情况来定，不要盲目追求高配置。如果产品品种少、工艺固定，用PLC控制就够了；如果是实验室或者打样车间，品种多、批量小，电脑控制的便利性就体现出来了。控制方式的投入不是越高越好，而是要和使用需求匹配。
退火炉的温度均匀性也是一个重要指标。同一炉工件的不同位置，温差应该控制在很小的范围内，否则有的工件退火充分，有的没退透，后面使用中就会出问题。正规厂家出厂前都会做温度均匀性测试，把测试报告交给用户，用户可以根据报告判断炉子的实际性能。
五、常见应用行业和工件
真空退火炉的应用范围很广。紧固件行业的不锈钢螺栓、螺母，冷镦成型后需要退火消除加工硬化，方便后续的搓丝和装配。铜材行业的铜线、铜带、铜接头，退火软化同时保持表面光亮。铝丝焊丝行业的焊丝盘，退火后拉丝性能好。不锈钢拉深件，比如保温杯、水槽、表壳，拉深后内应力大，需要退火消除，防止后续变形。
轴承、刀具、水暖器材这些零件的光亮退火也是真空炉的典型应用。这些零件表面要求光亮无氧化，普通退火炉做不到，必须用真空退火炉。还有一些特殊行业，比如特钢、高速钢、合金钢的固溶处理和退磁处理，也在真空退火炉里完成。
选型的时候要把工件的材料、最大尺寸、每炉装炉量、退火工艺温度曲线这几个参数整理清楚，发给厂家，厂家根据这些参数推荐合适的炉子规格和配置。不要只看温度参数就下单，装炉量和工件尺寸不匹配，买回来用着不顺手。
真空退火炉的结构特点——炉罐密封好、保温炉体可后移快冷、控制系统灵活——决定了它在小零件光亮退火这个细分领域里不可替代。对于追求工件表面质量和生产效率的热处理企业来说，选一台合适的真空退火炉，能解决很多普通退火炉解决不了的问题。东莞市志远工业设备有限公司在真空退火炉和真空箱式气氛炉的设计上，把炉罐密封、快冷结构和控制方式都做成了可选项，用户可以根据自己的工件特点和产量需求做定制配置。 东莞市志远工业设备有限公司主营真空管式炉、真空渗碳炉等系列产品，可根据客户工艺需求定制方案。