金屬材料真空氣氛保護爐對燒結(jié)材料的要求

一

、真空度要求

1. 基礎(chǔ)真空度

• 通常需達到 10?3 Pa 至 10?? Pa（高真空級別）

  ，以排除爐內(nèi)殘留氧氣、水蒸氣等腐蝕性氣體

  。

• 對于易氧化金屬（如鈦

  、鎂及其合金），需更高真空度（如 10?? Pa）避免高溫下的氧化反應(yīng)

  。

2. 動態(tài)真空維持

• 在升溫過程中需持續(xù)抽真空

  ，防止材料釋放的氣體（如揮發(fā)物、雜質(zhì)）污染氣氛

  。

二

、保護氣體選擇

1. 惰性氣體

• 氬氣（Ar）：純度 ≥ 99.999%

  ，適用于大多數(shù)金屬（如不銹鋼、鋁合金）

  ，隔絕氧氣防止氧化

  。

• 氮氣（N?）：成本較低，但高溫下可能與某些金屬（如鈦）反應(yīng)生成氮化物

  ，需謹(jǐn)慎使用
  。

2. 還原性氣體

• 氫氣（H?）：純度 ≥ 99.99%，常用于不銹鋼退火（去除氧化層）

  ，但需嚴(yán)格控制濃度（通常 ≤ 5%）以避免爆炸風(fēng)險
  。

• 分解氨（N? + H?）：適用于銅、鎳等金屬的光亮退火

  。

3. 混合氣

• 如 Ar + H?（5% H?）

  ，兼顧還原與惰性保護效果，需根據(jù)金屬特性調(diào)整比例
  。

三

、壓力控制

1. 工作壓力范圍

• 真空模式：10?3 Pa 至常壓（根據(jù)工藝切換）。

• 正壓保護：通入保護氣體后維持微正壓（如 50-100 Pa）

  ，防止外部空氣滲入
  。

2. 壓力穩(wěn)定性

• 需配備高精度壓力傳感器和調(diào)節(jié)閥，確保壓力波動 ≤ ±10 Pa

  。

四

、氣氛純度與露點

1. 氣體純度

• 保護氣體中 O?含量 ≤ 10 ppm，H?O 露點 ≤ -40℃（干燥處理）

  ，避免金屬氧化或氫脆
  。

2. 氣氛凈化

• 需配置氣體純化裝置（如脫氧劑、分子篩），定期更換以維持純度。

五

、氣氛切換與控制

1. 程序控制

• 通過 PLC 或計算機預(yù)設(shè)氣氛切換步驟（如先抽真空再充氬氣），支持多階段氣氛調(diào)節(jié)

  。

2. 實時監(jiān)測

• 配備氧探頭、紅外氣體分析儀等

  ，在線監(jiān)測爐內(nèi) O?
  、H?O、CO? 等雜質(zhì)含量
  。

六

、安全要求

1. 防泄漏設(shè)計

• 爐體采用全焊接或金屬密封結(jié)構(gòu)，定期檢漏（氦質(zhì)譜檢漏儀）

  。

2. 防爆措施

• 處理氫氣時需設(shè)置 防爆閥 和 氫氣濃度報警器

  ，避免達到爆炸極限（4%-75%）

  。

3. 廢氣處理

• 排出的氫氣需通過催化燃燒裝置或排空至安全區(qū)域。

七

、典型應(yīng)用場景

• 鈦合金退火：高真空或高純氬氣（避免吸氧脆化）

  。

• 不銹鋼固溶處理：氬氣保護防止氧化皮生成

  。

• 硬質(zhì)合金燒結(jié)：氫氣或分解氨氣氛（還原碳化物）

  。

• 磁性材料熱處理：高純氮或氬氣（避免氧污染影響磁性能）。

總結(jié)：真空氣氛爐的核心目標(biāo)是通過精確控制真空度

隨著科技的進步和行業(yè)的發(fā)展