石墨熱場介紹熱場是真空電阻爐的核心部分
石墨熱場介紹熱場是真空電阻爐的核心部分，它的好壞直接影響到爐子的性能及其運營成本。熱場的設計是多種多樣的，具體(ti) 選擇哪一種設計方案，主要基於(yu) 對工藝流程的具體(ti) 分析。大多數真空電阻爐的熱場包括四個(ge) 主要組成部分: 加熱器及其連接部件隔熱部件(或者反射屏)熱場支撐部件工件承載爐床 從(cong) 形狀上來劃分，熱場可以有方形和圓形之分，圓形熱場在真空爐領域中 占有較高的比例。為(wei) 了能夠從(cong) 爐膛中方便地安裝和移除，所有的熱場都被建造 成為(wei) 模塊的形式。
加熱器大多數高溫真空爐是采用電阻加熱的方式。加熱器的選材可以是金 屬或者石墨。根據需要，加熱器可以設計成多種形式。加熱器材料的選擇主要 取決(jue) 於(yu) 工作溫度。對於(yu) 低工作溫度的，例如真空回火爐來說，價(jia) 格便宜的鎳鉻 合金就可以勝任。對於(yu) 需要高溫，用來做熱處理的諸如，淬火爐和釺焊爐來說， 鉬和石墨是目前最流行的材料。
多年以來，鉬金屬幾乎完全專(zhuan) 用於(yu) 真空熱處理和釺焊爐中，同時也普遍存 在一種誤解是說:從(cong) 石墨材料中排放的物質會(hui) 和某些材料起化學反應並且汙染爐 內(nei) 工件。早期石墨加熱器僅(jin) 限於(yu) 形狀簡單的那種，而且石墨部件之間的的連接 和電學性能不是很穩定。隨著石墨材料性能和加工工藝的提高，已經有越來越 多的石墨加熱器應用到熱處理和釺焊爐中，在數量上已經超過了鉬加熱器。石 墨加熱器的主要優(you) 勢是:設計輕巧，形狀豐(feng) 富，持久耐用和易於(yu) 維護。
隔熱部件/反射屏
鉬金屬和石墨(碳纖維石墨化氈)也可用於(yu) 真空爐的隔熱部件。在一個(ge) 全金 屬熱場中，隔熱屏是由多層金屬板構成的，每層隔熱板之間預留一定的空間。 例如，在一個(ge) 1315工作溫度的標準真空爐中，隔熱屏往往內(nei) 部由兩(liang) 層鉬薄板， 還有外麵三層不鏽鋼薄板構成。如果要求更高的工作溫度，鉬薄板的層數以及 每一層的厚度都要隨之增加。如果工作溫度超過1650，可以用鉭薄板來替代 鉬薄板。對於(yu) 全金屬熱場來說，隔熱性能的好壞主要取決(jue) 於(yu) 金屬薄板之間的層 數及間隔，這些間隔用來防止熱量從(cong) 熱場中心區域向外輻射傳(chuan) 導。由於(yu) 鉬薄板 所具有的反射特性，使得從(cong) 熱場中心區發出的熱輻射重新反射給位於(yu) 熱場中心 的工件。全金屬熱場往往適用於(yu) 對真空度和清潔度要求很高的使用環境(例如: 醫療器械的生產(chan) )。對於(yu) 全金屬熱場來說，需要注意的是鉬金屬在 1150以上， 由於(yu) 金屬的重結晶會(hui) 產(chan) 生脆化現象，脆化的金屬隔熱屏容易受到掉落到屏上麵 的夾具或工件的損傷(shang) 。由於(yu) 鉬金屬價(jia) 格較高，全金屬熱場的成本也往往要高於(yu) 其他材料製成的熱場。
還有一種流行的設計方案是采用石墨材料製作熱場隔熱部件。標準的石墨 保溫材料由板狀或者多層毯狀石墨化碳纖維材料組成，在靠近熱場中心的內(nei) 表 麵往往需要加覆一層石墨紙或碳碳複合材料薄板用來提高熱反射率和防止高壓 氣流的衝(chong) 刷。由於(yu) 石墨材料本身所具有的多孔性和可滲透性，各層隔熱材料之 間不需要預留額外的空間。石墨材料具有優(you) 良的隔熱性能，成本通常較金屬屏 低，而且非常易於(yu) 使用。就製造成本，耐用性和可維護性而言，石墨隔熱軟氈 較石墨隔熱硬氈具有一定的優(you) 勢。
通過生產(chan) 實踐，金屬隔熱屏往往不適於(yu) 環境惡劣的真空釺焊工藝。來自於(yu) 焊料的金屬物質會(hui) 沉積在金屬隔熱屏的表麵，由於(yu) 隔熱屏與(yu) 所附著的焊料物質 的熱膨脹係數不同，金屬隔熱屏會(hui) 產(chan) 生彎曲變形與(yu) 斷裂，這會(hui) 最終降低金屬屏 的隔熱性能。金屬屏在遇到銅焊合金濺射的情況下很容易受到損傷(shang) ，導致屏的 表麵形成孔洞，熱量會(hui) 從(cong) 這些孔洞中傳(chuan) 遞出去。當然，使用厚一些的金屬屏特 別是鉬合金的屏會(hui) 延長金屬熱場的使用壽命，但是卻增加了可觀的成本。比較 好的解決(jue) 方案是采用石墨材料製作隔熱部件，實踐證明，盡管在釺焊工藝中會(hui) 有很多焊料沉積在石墨隔熱材料的表麵，但是卻不會(hui) 發生熔解的焊料與(yu) 石墨隔 熱材料的熔合現象。雖然有人會(hui) 質疑，認為(wei) 石墨材料比金屬材料更容易吸收水 分，水分對釺焊工藝過程危害很大，但是，實踐證明熱場周而複始的升溫與(yu) 降 溫會(hui) 很好地排除石墨隔熱材料中的水分。
熱場承載部件
根據爐體(ti) 的形狀，熱場承載部件通常由一個(ge) 或多個(ge) 圓形鋼環組成，材料通 常采用不鏽鋼而不是普通的碳鋼，不鏽鋼雖然使成本有所增加，但是卻大大增 加了其耐用性。在大多數真空爐設計中，在不鏽鋼環的四周遍布氣體(ti) 噴嘴，因 此，熱場承載部件還扮演了一個(ge) 讓氣體(ti) 全方位遍布整個(ge) 工件的角色。隔熱部件 是通過各種形狀的不鏽鋼部件固定在熱場承載部件上麵的。
工件承載爐床工件承載部件是設計用來支撐熱處理工件的部件，其製作材 料仍然是目前流行的金屬鉬和石墨。通常是在爐床上建造滑軌用以負荷工件， 並且通過螺釘固定安裝在爐膛外麵的加強區域。由於(yu) 材料的強度高，對於(yu) 同樣 重量的工件，鉬爐床可以建造得比石墨爐床更輕。在長期周而複始的熱環境下， 鉬製軌道會(hui) 產(chan) 生一定程度的變形。石墨爐床盡管重量大一些，還有其在低溫下 熱容量較大，但是石墨爐床不會(hui) 熱變形，還有就是石墨良好的導熱性降低了它 的一些不利因素。盡管石墨比鉬便宜，石墨的導軌卻由於(yu) 石墨的脆性的特點容 易在裝載工件的時候掉屑。進來新研發的石墨纖維材料可以防止掉屑的發生， 但是造價(jia) 比較高，甚至比鉬製材料還要高。
在選擇爐床材料時遇到的主要問題是高溫環境下出現的固體(ti) 共熔現象，就 是說爐床材料與(yu) 工件材料有時在高溫下會(hui) 出現共熔現象。例如，在1165的溫 度以上，碳會(hui) 和鎳金屬發生局部的共熔現象。鎳金屬是很多鋼材裏麵常用的金 屬元素(特別是不鏽鋼)，因此這些鋼製部件在熱處理過程中不能和石墨爐床或 者夾具發生接觸。由於(yu) 這個(ge) 原因，石墨爐床滑軌通常需要安裝陶瓷或者鉬製部 件用來把工件和石墨爐床隔離。在特定條件下，金屬鉬也會(hui) 和某些材料發生共 熔現象。而且金屬鉬可以和一些鋼材中常用的金屬合金產(chan) 生化學反應，但是往 往反應溫度遠高於(yu) 正常熱處理溫度範圍。