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真空炉加热室如何选择及使用真空度

2024-08-08

在真空技术中，把低于一个大气压的气体状态称为真空。这是一种比正常大气更为稀有的气体状态，真空中残留气体的稀有程度就是真空度，也就是真空度。

按照真空度的定义，衡量真空度最直接的物理量是单位体积内分子的个数。但由于历史和技术的原因，真空度是用抽真空容器中残留气体的绝对压强来表示的。“压强”是指单位面积容器壁上的压力。它是目前国际上表示真空度的通用物理量。1958年，第一届国际技术会议建议以Torr作为真空计量单位，定义为“1Torr为1个大气压的1/760”。因为1个大气压等于760mmHg，所以Torr可以与mmHg通用。国际单位制(SI)规定压强的单位为Pa，是(N/m2)的专用名称。目前，Pa已逐渐取代Torr成为包括我国在内的许多国家真空压强的标准基本单位。

真空度越高，气体压强越低，炉内气体分子数越少，反之，气体压强越高，真空度越低。可见，压强和真空度成反比。

在各类文献中，除了Pa和Torr外，还有标准大气压、bar、kgf/cm2等。几种常用单位之间的换算关系如下。

1Torr=133.3Pa

1Pa=7.5×10-3Torr

1Torr=1mmHg

1Torr=1/760大气压

真空区域的划分

真空区域的划分有很多种方法，目前我国把真空区域分为低真空、中真空、高真空和超高真空。各真空区域对应的真空值为：

低真空：105-102 Pa(760-1 Torr)

中真空：102-10-1 Pa(1-10-3 Torr)

高真空：10-1-10-5 Pa(10-3-10-7 Torr)

超高真空：<10-5 Pa(<10-7 Torr)

不同的真空区域，分子运动的物理现象不同。 离子氮化是在中、低真空中进行的，其压力范围通常为7-1000Pa。

真空炉加热室的类型有：

石墨反射屏：真空炉使用的石墨材料一般有硬毡、软毡两种，适用于一般钢材的淬火、回火、退火。高温钎焊、粉末冶金、烧结等。

金属隔热屏：真空炉一般采用不锈钢、钼等材质，钼反射屏适用于温度较高、对炉内环境要求高的材料(如：高温合金、钛合金、磁性材料等)的淬火、退火、高温钎焊、烧结等工艺。

不锈钢反射屏适用于回火、低温退火、时效、真空铝钎焊等一些低温炉选件。

真空的选择

对于淬火热处理，要求中等真空(一般极限在4X10-1Pa)，如轴承钢、模具钢、结构钢等真空热处理，可采用双级泵(前级泵和罗茨泵)。

对于一些要求高真空的产品，如(高温合金、钛合金、磁性材料等的真空热处理或高温钎焊，一般需采用三级泵(前级泵、罗茨泵、扩散泵等)。极限在10-4Pa以下。

基础知识：

在真空炉中加工钛合金时，不宜使用氮气作为冷却气体，因为钛和氮气在高温下会反应生成金黄色的氮化钛。

真空炉各可动连接部位均采用O型橡胶圈密封连接，并用水冷却。

工件在真空状态下淬火时，应使用真空淬火油，其饱和蒸汽压较低。

真空炉不使用时应保持真空或纯氮状态，避免吸入、吸湿。

在加热过程中，工件及炉内材料都会放出气体，使真空度降低，西姆武工程师建议真空炉用户在再次使用真空炉设备时，应先对真空炉进行烘烤，让真空炉内的水汽挥发掉。

真空回火、真空退火、真空固溶处理、真空时效的加热温度一般与常规处理的加热温度相同。

真空回火炉应有快速冷却装置，冷却水压力应大于0.2Mpa，流量可调。SIMUWU热处理服务工程师提醒您，冷却水应使用中性，不要使用酸性。

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真空相变加热炉有哪些优点？

真空钎焊炉的工作原理是什么？

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