可控氣氛箱式爐的工作過程涉及到這三個階段
升溫階段
程序設定:操作人員通過控制面板設定升溫程序,包括升溫速率、目標溫度和保溫時間等參數。這些參數是依據工件的材質、尺寸、形狀以及熱處理工藝要求來確定的。例如,對于大型鑄鋼件的退火處理,由于其導熱性較差,需要采用較慢的升溫速率,以避免產生過大的熱應力導致工件開裂。
加熱啟動:啟動加熱元件,
可控氣氛箱式爐開始升溫。加熱元件通常采用電阻絲或硅碳棒等材料,它們將電能轉化為熱能,對爐內的空氣和工件進行加熱。在升溫過程中,溫度傳感器實時監測爐內溫度,并將溫度數據傳輸給控制系統。控制系統根據設定的升溫程序和實際溫度數據,自動調整加熱功率,確保爐內溫度按照預定的速率上升。例如,如果實際溫度上升過快,控制系統會降低加熱功率;反之,如果溫度上升過慢,會增加加熱功率。
氣氛控制:在升溫的同時,持續向爐內通入之前配置好的氣氛氣體。通過流量控制器精確控制氣氛的流量,使爐內氣氛的壓力和成分保持穩定。例如,在滲氮處理時,要保持爐內一定的氮氣壓力和純度,以確保氮原子能夠順利地滲入工件表面。
保溫階段
溫度穩定:當爐內溫度達到設定的目標溫度后,加熱元件停止工作,進入保溫階段。此時,溫度控制系統會通過間歇性地開啟或關閉加熱元件,或者調整加熱功率的方式,使爐內溫度在目標溫度的一定范圍內波動(通常是±5℃)。這樣可以保證工件在恒定的溫度下進行熱處理,確保熱處理效果的一致性。例如,在淬火處理時,精確的溫度控制對于獲得良好的金相組織和機械性能至關重要。
氣氛微調:根據保溫時間和氣氛消耗情況,對爐內氣氛進行微調。由于在高溫下,氣氛中的氣體可能會與工件表面發生反應,或者部分氣體會分解,導致氣氛成分發生變化。因此,需要根據實際情況,適當調整通氣量或補充新的氣體,以維持氣氛的穩定性。例如,在長時間的滲碳保溫過程中,可能會因為一氧化碳的消耗而需要補充甲烷氣體來保持碳勢。
冷卻階段
降溫方式選擇:根據工件的材質和熱處理工藝要求,選擇合適的冷卻方式。常見的冷卻方式有隨爐冷卻、空冷、油冷和水冷等。例如,對于一些精度要求較高的精密零件,可能會采用隨爐冷卻或空冷的方式,以避免因冷卻速度過快而產生的熱應力和變形;而對于高碳鋼刀具等需要高硬度的工件,則可能會采用油冷或水冷的方式。
冷卻執行:如果是隨爐冷卻,只需關閉加熱元件,讓爐體自然冷卻即可。對于空冷,要在保溫結束后打開爐門,讓工件在空氣中自然冷卻。在油冷或水冷時,需要先將工件從爐內取出,然后迅速放入淬火油或水中進行冷卻。在冷卻過程中,要注意觀察工件的冷卻情況,防止因冷卻不均勻而導致質量問題。例如,在水冷時,要避免水流過于湍急而使工件受到沖擊變形。
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