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石墨热场的应用

  大多数高温真空炉是采用电阻加热的方式。加热器的选材可以是金属或者石墨。根据需要,加热器可以设计成多种形式。加热器材料的选择主要取决于工作温度。对于低工作温度的,例如真空回火炉来说,价格便宜的镍铬合金就可以胜任。对于需要高温,用来做热处理的诸如,淬火炉和钎焊炉来说,钼和石墨是目前最流行的材料。

  还有一种流行的设计方案是采用石墨材料制作热场隔热部件。标准的石墨保温材料由板状或者多层毯状石墨化碳纤维材料组成,在靠近热场中心的内表面往往需要加覆一层石墨纸或碳碳复合材料薄板用来提高热反射率和防止高压气流的冲刷。由于石墨材料本身所具有的多孔性和可渗透性,各层隔热材料之间不需要预留额外的空间。石墨材料具有优良的隔热性能,成本通常较金属屏低,而且非常易于使用。就制造成本,耐用性和可维护性而言,石墨隔热软毡较石墨隔热硬毡具有一定的优势。

  石墨热场制品

  通过生产实践,金属隔热屏往往不适于环境恶劣的真空钎焊工艺。来自于焊料的金属物质会沉积在金属隔热屏的表面,由于隔热屏与所附着的焊料物质的热膨胀系数不同,金属隔热屏会产生弯曲变形与断裂,这会最终降低金属屏的隔热性能。金属屏在遇到铜焊合金溅射的情况下很容易受到损伤,导致屏的表面形成孔洞,热量会从这些孔洞中传递出去。当然,使用厚一些的金属屏特别是钼合金的屏会延长金属热场的使用寿命,但是却增加了可观的成本。比较好的解决方案是采用石墨材料制作隔热部件,实践证明,尽管在钎焊工艺中会有很多焊料沉积在石墨隔热材料的表面,但是却不会发生熔解的焊料与石墨隔热材料的熔合现象。虽然有人会质疑,认为石墨材料比金属材料更容易吸收水分,水分对钎焊工艺过程危害很大,但是,实践证明热场周而复始的升温与降温会很好地排除石墨隔热材料中的水分。

  石墨热场制品

  根据炉体的形状,热场承载部件通常由一个或多个圆形钢环组成,材料通常采用不锈钢而不是普通的碳钢,不锈钢虽然使成本有所增加,但是却大大增加了其耐用性。在大多数真空炉设计中,在不锈钢环的四周遍布气体喷嘴,因此,热场承载部件还扮演了一个让气体全方位遍布整个工件的角色。隔热部件是通过各种形状的不锈钢部件固定在热场承载部件上面的。工件承载炉床

  石墨热场制品

  工件承载部件是设计用来支撑热处理工件的部件,其制作材料仍然是目前流行的金属钼和石墨。通常是在炉床上建造滑轨用以负荷工件,并且通过螺钉固定安装在炉膛外面的加强区域。由于材料的强度高,对于同样重量的工件,钼炉床可以建造得比石墨炉床更轻。在长期周而复始的热环境下,钼制轨道会产生一定程度的变形。石墨炉床尽管重量大一些,还有其在低温下热容量较大,但是石墨炉床不会热变形,还有就是石墨良好的导热性降低了它的一些不利因素。尽管石墨比钼便宜,石墨的导轨却由于石墨的脆性的特点容易在装载工件的时候掉屑。进来新研发的石墨纤维材料可以防止掉屑的发生,但是造价比较高,甚至比钼制材料还要高。