第八章真空热处理炉.pptVIP

第八章 真空热处理炉 我国第一台真空炉：1975年 主要产品：真空油气淬火炉、真空高压气淬炉、真空回火炉、 真空钎焊炉、真空烧结炉、真空渗碳炉、离子渗碳(氮) 炉和真空连续炉等。 状况：1998年约1500台，占热处理设备总量的1.2～1.5％， 2005年，仅真空高压气淬炉需求量为300台/年以上。 优点： 无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、变形微小、热处理零件综合力学性能优异、使用寿命长、无污染无公害、自动化程度高。 缺点：炉内传热主要靠辐射进行，工件加热速度慢，加热均匀性差；设备一次性投资大。 应用： 真空退火、真空油气淬火、真空高压气体淬火、真空负压高流率气体淬火、真空渗碳(渗氮．渗金属)、真空清洗、真空喷涂等。 §8－1 真空系统 一、真空概念 1、真空：在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。 2、真空度：真空状态下气体的稀薄程度，用压力表示； 单位：1标准大气压≈1.013×105Pa=9.7×10-1Kg/cm2； 1bar（巴）＝105Pa＝0.9869标准大气压 1Torr ≈133Pa=1mmHg 3、真空区域划及实现手段 低真空（1.33×103～13.3Pa）：机械泵或加机械增压泵（炉膛大）； 中真空(13.3～1.3×10-2Pa)：机械泵＋机械增压泵； 高真空（1.3×10-2～10－4Pa）：机械泵＋机械增压泵油扩散泵； 超高真空（10-4Pa）：在上述基础上再增加分子泵或离子泵。 二、真空物理基础 1、理想气体定律 波义耳～马略特定律（温度维持不变） ： ? pV = 常数 盖·吕萨克定律 (压力维持不变) ： V/T=常数 ?查理定律 (体积维持不变) ： p/T = 常数 道尔顿定律：(不起化学作用) P = P1 + P2+····+ Pn (4);  2、蒸汽 永久气体：在临界温度以上的气体，不能通过等温压缩发生液化。 蒸汽：在临界温度以下的气体，靠单纯增加压力即能使其液化。 饱和蒸汽压Ps：在汽、液共存的条件下，蒸发和凝结现象同时存在，若蒸发率等于凝结率，则处于饱和状态，此时空间蒸汽的压力称为对应平衡温度下的饱和蒸汽压。 物质的饱和蒸汽压随着温度的升高而增大。 真空加热条件下金属元素的蒸发： Zn、Mg、Mn、Al、Cr等的饱和蒸气压较高，易蒸发，造成表面合金元素的贫乏。 为保证工件的光亮度，又要使合金元素少蒸发，可将炉内先抽到较高的真空度，随即充入高纯氩气或氮气，使炉内压力维持在200－26.6Pa下加热，便可得到两全其美的工艺效果。 三、机械真空泵 真空泵：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。 抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。极限压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。 机械真空泵：是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵。 1、机械真空泵的分类 ?1）变容真空泵：利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目的的真空泵。 (1)往复式真空泵：?利用泵腔内活塞往复运动，将气体吸入、压缩并排出。 (2)旋转式真空泵：利用泵腔内转子部件的旋转运动将气体吸入、压缩并排出。 1)油封式真空泵：利用真空泵油密封泵内各运动部件之间的间隙，减少泵内有害空间的一种旋转变容真空泵。 ?? 2)液环真空泵：带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。工作液体通常为水或油，所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。 3)干式真空泵：它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。 ? 4)罗茨真空泵：泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。 2．动量传输泵：依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。 ??分子真空泵：利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。 1)牵引分子泵：气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。 ?2)涡轮分子泵：? 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。 ?3)复合分子泵它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。 机械泵的详细分类 2、描述机械真空泵性能的参量 1）抽气速率(体积流率)(单位：m3·s-1；L·s-1) ????在一定的压力、温度下，真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。 2）极限压力（极限真空）（单位：Pa） ???真空泵的入口端经过充分抽气后所能达到的最低的稳定的压力。 3）起动压力泵无损坏起动并有抽气