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气氛烧结炉特点及应用:300到1800℃多气氛保护烧结

气氛烧结炉是专门给那些在空气里一烧就出问题的材料用的。特种陶瓷、电子陶瓷、磁性材料、粉末冶金件、稀土材料,这些东西在普通空气炉里烧结,表面会氧化、变色、性能下降,必须把炉里换成氩气、氮气、氢气这类保护气氛,再加热到高温烧成。和真空炉相比,气氛炉不一定非要抽到高真空,而是靠充进特定气体来屏蔽空气,工艺成本更灵活,温度区间也拉得很宽,从三百度到一千八百度都能做。下面把它的结构特点和应用讲清楚。

 

一、宽温区与精确控温

气氛烧结炉的温区从三百度一直覆盖到一千八百度,一台炉子能做的工艺跨度很大。三百度左右用来做低温退火、去应力和脱脂;八九百度到一千多度用来做粉末冶金和电子陶瓷的烧结;一千五百度以上则用于特种陶瓷和高温材料的烧成。这么宽的温区靠的是加热元件和保温材料的合理搭配,低温段和高温段用不同的加热功率分配,让炉子在整个区间都能稳定控温。

控温系统用人工智能温控,带PID调节和模糊控制,温度显示精度做到一度,整个温度场的稳定性控制在正负五度左右。两侧布置加热元件,让炉内温度场均匀,工件从中心到边缘温差小。温区宽、控温准,意味着一台炉子可以兼容多种工艺,客户做新材料试验时不用每换一个温度就换一台设备,这对研发和小批量生产很实用。

 

二、炉体结构与快速升降温

气氛炉的炉壳用双层结构,两层炉壳之间装风扇做强制冷却,这样升温和降温都快,炉壳外表面温度却不高,操作人员靠上去不烫手,车间里也不会因为炉子散热而闷热。厚钢板做的炉体刚性好、不变形,长期在高温气氛下用结构也稳。炉门和炉顶用高温硅橡胶密封,配上水冷套,让密封圈在长期高温下不老化失效。

志远工业设备产品图

炉料保温层用氧化铝多晶纤维,做真空吸附成型,比传统砖砌保温节能不少,加热时热量尽量留在炉内,散热少。两侧加热配合这种轻质保温,温度场均匀性有保证。风扇强制冷却还有一个好处——需要快速降温时,它能把炉内热量通过水冷夹套带走,缩短整炉周期。对批量生产来说,升降温快一点,一天就能多跑一两炉。 实际生产中,真空管式炉的温控精度对最终结果影响较大。

 

三、气氛系统与预抽真空

气氛炉的核心当然是气氛控制。炉子可以充氩气、氮气等多种气体,也可以在充气前先预抽一次真空,把炉内原来的空气抽掉一部分再充入保护气,这样置换更干净,炉里残余空气更少。预抽真空的真空度一般能到二十千帕量级,对大多数保护气氛工艺来说已经够用了。先抽后充的做法,比直接充气置换效率高,耗气量也省。

不同材料需要不同的气氛:烧结不锈钢粉末用氢气做还原气氛,把表面氧化膜还原掉;烧结陶瓷用氩气或者氮气做惰性保护;磁性材料烧结还要严格控制氧分压。气氛炉的气路设计要支持多种气体接入,各路有流量计和阀门调节流量和压力。操作时按工艺要求设定流量,让保护气在炉内持续流动,把工件排出的微量气体带出去,保持炉内气氛干净。

 

四、适用行业与典型工艺

气氛烧结炉的应用面很广。特种陶瓷行业用来烧氧化铝、氧化锆结构件,烧结温度高、要求气氛干净;电子陶瓷比如电容、电感瓷料,对气氛和温度都敏感;磁性材料像铁氧体、钕铁硼的烧结,气氛控制直接影响磁性能;粉末冶金零件在保护气氛下烧结,避免表面氧化脱碳;稀土材料的处理更是离不开保护气氛。一台气氛炉配上不同的气路和温区,就能把这些行业的工艺覆盖住。

志远工业设备产品图

实际选型时,客户要把自己的材料、烧结温度、所需气氛和产量规模对进去,再决定炉子的有效加热区尺寸和气路配置。气氛烧结炉把宽温区、均匀温度场、多气氛切换和预抽真空这几块凑在一起,正好对应了特种材料在保护气氛下烧结热处理的需求。东莞市志远工业设备有限公司在做气氛炉系列产品时,把箱式气氛炉、管式气氛炉和真空烧结炉搭配起来,帮客户按材料工艺选对口的设备,让烧结和热处理都在受控气氛下进行。 公司产品覆盖真空管式炉真空渗碳炉等多种类型,欢迎咨询了解。

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