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气氛烧结炉技术优势与使用前检查 真空惰性气氛烧结设备

气氛烧结炉的炉体材料多为真空成型高纯氧化铝多组分轻质纤维,使用温度高、储热小、抗热震性好,无裂纹无渣滴,保温性能优良。内外双层炉套配合风冷散热,可明显缩短试验周期。发热元件采用掺钼合金丝,双层壳体结构,30段程控温控,移相触发晶闸管控制。下面从材料净化和工艺控制两方面介绍其优点。

一、真空环境对材料净化的作用

真空有助于排除吸附气体,对烧结后期的收缩促进作用明显。真空环境有利于硅、铝、镁、钙等杂质及其氧化物的挥发排除,起到提纯材料的作用。在液相烧结阶段,真空可改善液相对固相颗粒的润湿性,有利于烧结收缩,改善合金显微组织。

当材料容易脱碳或渗碳、又不适合使用还原性气体时,真空是一种比较理想的惰性气氛选择。同时真空能减少气氛中水、氧、氮等有害成分对产品的污染。对于对纯度要求较高的电子陶瓷和特种合金,真空烧结带来的材料净化效果往往比气氛烧结更明显。

气氛烧结炉外观

二、气氛调节与温度场控制

气氛烧结炉可预抽真空后再充入氩气、氮气等惰性气体,实现真空烧结与气氛烧结切换。炉体采用氧化铝多晶纤维材料,双层炉体带风冷系统,升温降温较快,温度场均匀。表面温度低、能耗省,适合小批量多品种的科研和生产场景。

装料前需检查加热器连接是否可靠,用万用表测量电热元件与炉壳绝缘电阻,达到规定值后方可使用。红外观察窗应保持清洁,便于观察炉内工况。风冷系统的存在使炉体可以在烧结结束后较快降温,缩短从装料到出料的整体周期。

三、操作要点与选型提示

装料后将料架调整到工作位置,关闭炉门并用手轮锁紧。升温过程中按设定程序运行,保温结束后随炉冷却或按工艺要求风冷。气氛烧结炉适用于碳化硅、陶瓷、硬质合金、钨钼材料、钛合金等材料的气氛烧结。

气氛烧结炉在充入不同气体时,要注意气体的纯度。普通工业氩气含水量和含氧量偏高,对一般陶瓷烧结影响不大,但烧结电子陶瓷或透明陶瓷时需要使用高纯气体,否则微量杂质会在晶界析出,影响透明度和电学性能。气体纯度应与材料要求匹配,不必盲目追求超高纯。

志远工业设备产品图

炉内温场均匀性需要定期校准。使用一段时间后,保温层收缩或局部加热丝老化都会造成温场偏移。建议每季度用多点热电偶实测一次有效温区内的温度分布,超差时调整加热功率分配或更换局部加热元件,保证每炉产品质量一致。

气氛烧结炉的流量计要定期校准。浮子流量计使用久了会有沾污,读数偏差影响气氛配比。对于气氛比例要求严格的工艺(如氮氢混合气),建议每年用标准流量计校准一次,偏差超过5%就更换。

炉门密封手轮的松紧也要适度。过紧会加速密封圈磨损,过松又会漏率偏高。正确做法是关门后手轮拧到手感有明显阻力即可,不要用加力杆硬拧。密封圈每次关门时检查表面有无划伤,发现问题及时更换。

气氛烧结炉的气体混合建议使用质量流量计而非浮子流量计。质量流量计能精确控制各路气体比例,不受温度压力影响,对需要严格控制气氛比例的工艺(如氮氢混合)很有必要。浮子流量计成本低但精度有限,适合单一气氛。

炉膛内挥发物清理要在炉温降到室温后进行。用吸尘器和软布清理石墨件和炉壁上的沉积物,不要用钢丝刷以免划伤炉衬。清理后空烧一次低温,让残留挥发物排出,再装正式产品。

气氛烧结炉的进气和排气口要定期检查。进气口过滤器堵塞会让气氛流量不足,排气口冷凝物堆积会让炉膛压力异常。用压缩空气反吹过滤器,清理排气口沉积物。

装料时工件之间要留合理间距,不能贴太紧。间距太小会让气氛流通不畅,温场均匀性下降,工件表面还可能粘连。料架摆放也要平整,防止高温下变形倾倒。

气氛烧结炉的真空泵油更换周期根据使用频率而定,一般半年到一年。油色变深或黏度变大就换,不要等到抽速明显下降才处理。换油时把泵腔内部也清洗干净。

相关设备可参考真空箱式气氛炉真空管式炉的温区与气氛配置。东莞市志远工业设备有限公司可根据材料工艺需求推荐合适的气氛烧结炉型号,并提供气氛管路和安全报警的配套设计。

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