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真空烧结炉主要用在活性金属、难熔金属、硬质合金、磁性材料和不锈钢等材料的烧结上。它本质上是低压烧结，真空度越高炉内越接近中性气氛，跟材料本身发生化学反应的机会越少。炉子由炉体、真空系统、加热系统、电源、防爆系统、控制系统几大块组成。为什么行业里越来越多用真空烧结而不是气氛烧结？下面把它的主要功能和优点说清楚。
一、核心功能：抽真空后充气控制气氛
真空烧结炉的核心功能，是在抽真空之后充入保护气体，控制炉内压力和气氛来完成烧结。加热前真空系统先把炉室抽到预定压力，加热阶段输入功率可调，冷却阶段炉料能在不同压力的中性气体中冷却。测温用红外辐射温度计加铠装热电偶，连续测温后跟智能控温仪设定程序比对，自动调节电源输出，控制温度和保温时间。炉子分卧式和立式两种布局，卧式炉在端部开口水平进出料，装料量大；立式炉在上端或下端开口垂直进料，操作方便。做硬质合金刀片批量生产卧式炉装料多，做陶瓷小样品实验立式炉操作顺手。
二、四个主要优点
第一，有利于排除吸附气体。粉末颗粒表面吸附的气体和水分在真空环境下更容易逸出，对烧结后期收缩的促进作用明显。气氛烧结时气体压力高，气泡不容易从内部排出来，真空烧结就没这个问题，做含粘结剂的金属粉末这个优势更明显，真空下脱脂更干净，烧结后孔隙率更低。第二，有利于排除杂质。硅、铝、镁、钙这些杂质或者它们的氧化物，在真空下分压降低更容易挥发排除，起到提纯作用，做磁性材料烧结杂质排干净了磁性能更稳定。
第三，改善液相烧结润湿性。真空条件下液相跟固相的润湿性变好，合金致密化过程加快，组织结构更均匀，做含钴硬质合金烧结，真空下钴相对碳化钨颗粒的润湿性改善，合金致密度从96%提到99%以上。第四，真空本身就是理想的惰性气氛，有些材料不适合用还原性气体，容易出现脱碳或渗碳问题，真空烧结就派上用场，做小批量实验时真空环境省去了配气和换气的麻烦，工艺调试更方便。
三、分段脱气和发热体维护
很多客户把真空度抽到百分之一帕就开始升温，实际上工件内部残留气体和粘结剂分解产物在升温过程中会持续释放，炉内真空度明显下降。正确做法是在脱脂和脱气阶段分段保温：300℃保温30分钟排水分，450℃保温60分钟排粘结剂，800℃保温30分钟排残余气体，等真空度回升到千分之一帕量级再继续升温。急着升温直接烧结，工件内部容易出现微气孔和表层氧化色，后道机加工良率至少掉10%。发热体衰减也要盯，金属辐射屏结构的真空炉，钼片发热体在1400℃以上长期使用后会因为再结晶和挥发出现电阻增大、表面发黑，使用半年左右同一区实际温度可能比设定值低20到40℃，建议每季度用标准样块测一次炉温均匀性，偏差超过10℃就补偿或更换。
冷却阶段的充气压力也有讲究。很多人冷却时直接把氩气一下冲到大气压，气流冲击炉膛里料盘容易位移，工件互相磕碰。正确做法是先充到零点几个大气压，开冷却风机循环，等炉温降了一半再补压到常压。气冷速度不光看压力，还看炉子有没有内循环风机，没有风机光充气靠自然对流，冷却速度比风机循环慢一半以上。做淬透性要求高的材料，提前确认炉子有没有高压气冷和内循环风机，别等工件出来硬度不够才想起来问。
工件进炉前的装炉方式也影响真空烧结效果。料盘用石墨板还是钼板要选对，做含钴硬质合金用石墨盘没问题，做含活泼金属比如钛、锆就不能用石墨盘，不然高温下工件跟碳反应。工件之间留一指宽间隙，互相挡住辐射热的地方温度低，出来同炉工件硬度差好几个HRC，这些装炉规矩要在工艺卡里写明。
真空烧结炉停机后炉腔内保持微真空或者充氩气保存，别让空气进去，下一次开机抽真空速度快，发热体和保温层也不容易氧化。
我们碰到过两个实际案例：一家硬质合金刀片厂原来用氢气保护气氛烧结，刀片表面偶尔渗碳，换成真空烧结后杂质气体排干净，抗弯强度从2200兆帕提到2600兆帕，刃口寿命延长约15%；另一家磁性材料厂做钕铁硼烧结，原来气氛烧结氧含量控制不稳，磁性能批次波动大，改用真空烧结后氧含量稳定在500ppm以下，磁性能批次差从正负3%收到正负1%。真空烧结的优势集中在排气、提纯、改善润湿性和提供中性气氛四个方面，对纯度要求高、容易氧化脱碳的材料，真空烧结比气氛烧结更有优势，东莞市志远工业设备有限公司可根据客户材料特性做炉型和工艺方案配置。