一、真空炉技术描述

1.真空气淬炉用途

CZQ-150-10型真空高压气淬炉主要用于工具钢、模具钢、弹性合金、不锈钢的真空光亮淬火以及烧结、钎焊等。

CZQ-150-10型真空高压气淬炉是由压力炉体、加热室、真空系统、电控系统、充气系统、水冷系统、气动系统和炉外运输车等组成。

2. 真空炉技术规格及参数

2.1炉型：            单室、卧式

2.2有效工作区尺寸：  900（L）×600（W）×600（H）mm

2.3装炉量：      500Kg（含料筐、夹具）

2.4温度：        1300℃

2.5温度均匀性：      ±5℃（650-1150℃，每100℃九点测温）

2.6极限真空度：      ≤4×10^-3Pa

2.7工作真空度：      ≤4×10^-2Pa

2.8压升率：          ≤0.65 Pa/h

2.9控温精度：        ±1℃

2.10升温速度：   空炉由室温升至1150℃不大于80min

2.11冷却速率：   空炉由1150℃冷却至250℃少于7min.(冷却水温度小于35℃）

2.12加热功率：       150Kw（3合一变压器）

2.13气冷压强：       0.8-10bar数字可任意调节

2.14分压压强：       50-1000Pa

2.15控制方式：       可编程序控制器（CP1H型PLC)控制

2.16控温方式：       3504温控表自动控温

2.17参与温度热电偶： 炉膛、工件表面、工件芯部

3.真空炉标准结构及其特点

3.1 真空炉主机为卧式、单室结构，由压力炉体、炉门、加热室、风冷系统、低温搅拌系统等组成。

3.1.1 真空气淬炉炉体与炉门、电机罩为双壁水冷结构。炉体内、外壁采用优质碳素钢板卷焊而成，一端与炉门法兰焊接，另一端带封头和气冷系统的电机连接法兰焊接，内通冷却水。炉体与炉门之间为双向密封结构，用锁紧圈锁紧，保证了真空炉在负压和高压气冷时的密封。炉体后部带有大功率的风冷电机，电机为水冷电机。

3.1.2 真空气淬炉加热室（炉胆）由隔热层、加热元件、石墨喷管和料台等组成。

* 真空气淬炉隔热层为石墨软毡（厚度30mm）和石墨硬毡（厚度20mm）组成的复合结构。隔热层被固定在由2mm多孔不锈钢板和角钢圈组成的加热室框架上。角钢圈为6mm厚不锈钢。

* 真空气淬炉加热室热场分3区加热，即3区独立控温，3区独立加热，确保有效区内的炉温均匀。

* 真空气淬炉加热元件采用石墨异形件，用陶瓷件绝缘。加热元件沿隔热层内壁圆周方向均匀布置，加热均匀、热损失小；可单独拆卸，且更换方便。

* 真空气淬炉喷管为多列石墨喷管，均匀的沿隔热层内壁圆周方向分布在加热室里。在气淬时强制气体均匀的从石墨喷管喷出，有效的达到均匀淬火。

* 真空气淬炉料台由石墨支柱、石墨炉床和炉床上的AL₂O₃隔条组成。此结构可防止高温时料盘和石墨炉床的粘结。

* 3.1.3 真空气淬炉气冷系统：在炉体后部有高压叶轮风机、多级高效铜-铜换热器和风管导流装置等组成。气冷时，充入高纯氮气或高纯氩气，在高速叶轮风机的驱动下，气体经过高效率的铜-铜换热器吸进叶轮，经过叶轮换向，通过风管导流装置均匀的从石墨喷管喷向工件，使工件均匀的强制冷却。形成强制高流率循环，实现工件快速气冷。冷却风机采用变频器控制，既能降低电机的启动电流，降低电力线路电压波动；又可以控制电机的运转速度，达到节能效果。

 3.2 真空气淬炉真空系统：由HL-150滑阀泵、ZJ-600罗茨增压泵、KT-800扩散泵以及真空阀组成的真空机组和装设在真空管道上的气动蝶阀、柔性连接件、电接点压力表、规管及其附属装置。

由于装有初级泵和增压泵，并在泵的选择上对容器的容积具有充分的储备，保证了系统迅速的抽空时间。

3.3 真空气淬炉电控系统由可控硅调压器--微处理机组成的温度程序控制、压力控制仪和可编程序控制器（PLC）组成的机械动作程序控制两部分组成，可实现自动化程序控制及手动控制。

3.3.1 真空气淬炉温度控制

微处理机型号：3504数字智能程序段调节器   

3504系列是英国欧陆公司推出的数字智能程序段回路调节器，精度为0.1级，可设定50条曲线，500段，内含多组PID参数，并且具备段或PV对应的区域PID功能，能根据工艺设定的多区域温度范围，自动选择对应的PID参数。偏差等待功能,在高品质的热处理工艺中,可保证进入保温段的加工时间。

3.3.2 真空气淬炉记录仪为无纸记录议KT504型，精度0.2级，测量误差为±0.2FS%。

 3.3.3 真空气淬炉测温热电偶装有两套单支“S”型瓷管热电偶，一支用于控温，另一支用于记录和超温报警。

3.3.4 真空气淬炉压力控制仪是由炉体上的压力传感器反馈到仪表上，仪表上显示出炉体的压力，从而可在压力显示仪上输入想要淬火的压力。（1bar -10bar）控制精度0.005Kpa。

3.3.5 真空气淬炉可编程序控制器为CP1H，对机械动作进行控制，可实现抽真空、真空阀开闭、加热、气冷的压强等动作的全过程控制。

3.3.6 真空气淬炉控制柜上设有15吋触摸屏，可直观的显示真空炉的工作状态。真空炉有故障的自诊断功能，有水压、超温、过流等声光报警及连锁保护。

3.3.7 真空气淬炉安全以及报警系统：具有超温、超压、过流、断水、断电保护、误操作等安全、连锁保

护功能，装有声光报警系统。

    在充气压力超压情况下不仅有压力控制仪进行报警，还专门设计了安全阀。安全阀采用弹簧压缩，密封座密封结构，在超压时，压力可自动卸掉，安全可靠，且可重复使用。

3.4 真空气淬炉充气系统（氮气或氩气）：由集气管道、快充系统、慢充系统（补气）、微充系统等组成。

3.4.1 真空气淬炉集气管道由高压软管和手动开关组成，与气瓶连接，可直接向真空炉或储气罐供气。

3.4.2 真空气淬炉快充系统由大通径气动充气阀完成对真空炉的快速充气。快速冷却时，先充气至0.6bar后起动气冷风机，当风机正常运转后再充至设定压力。在炉体温度的下降气体的收缩，淬火压力减小，可用慢充系统给炉体补气。（由压力控制仪自动控制）

3.4.3 真空气淬炉微充系统由手动截止阀、电磁阀、微调阀等组成。加热过程可用此系统对炉内真空度进行调节和控制，防止因炉内真空度高而造成某些金属元素的挥发。

3.5 真空气淬炉水冷系统：真空炉炉体、炉门、真空机组、水冷电极等需要冷却水。该系统由主供水管分配到各冷却部位，最后流回到主回水管。其中进回水管、管道采用国标水管，球阀均采用不锈钢阀制品。淬火时通往换热器的电动水阀自动打开，满足淬火冷却速率。回水分支管线安装有电子流量开关，方便随时检查冷却水流动情况。

3.6 真空气淬炉气动系统：由气动三联件（除水器、压力表、油雾器）、电磁换向阀及管道等组成。可对气动执行元件（如气缸、充气阀、真空阀门等）提供洁净的压缩空气。

3.7 真空气淬炉炉外料车：手动液压叉车，可方便工件炉内外的转移。

3.8 真空气淬炉低温对流加热系统：炉门的正前方设有对流风机，当工艺温度比较低时，可以充入接近1bar的气体进行对流加热，可以达到改善真空炉低温加热效果，减少零件心部与表面的温度差，降低零件的变形的目的，适合于低温回火处理。对流风机为内置电机，安装于炉门内壁中，安装架固定。部件有定制电机、碳碳连接轴、碳碳叶片组成。