立式真空熱壓燒結(jié)爐畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-25 21:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，這樣就構(gòu)成了三個電極的 Y 形接法。 而電極又固定在爐體上，這樣就使發(fā)熱體處于懸掛結(jié)構(gòu)，我們在發(fā)熱體下方加了 個圓型石棉托盤給予支撐和保溫。其具有結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，爐子升溫快，爐 溫均勻性好等優(yōu)點(diǎn)。 發(fā)熱體易損原因分析 ①發(fā)熱體的氧化損耗 石墨的氧化分為干式氧化(空氣、水、在CO2)和濕式氧化(酸、堿)。石墨在 高溫下易被空氣、水和二氧化碳氧化。 石墨氧化反應(yīng)是連續(xù)進(jìn)行的，生成物是CO2和CO氣體，容易逸散。石墨氧 化的溫度及反應(yīng)速度在各種情況下是不同的，如果把24小時內(nèi)損失原來重量1% 的溫度定為氧化開始溫度，則石墨的氧化開始溫度如下：在空氣中420～460℃； 在CO2 中約900℃；在水蒸氣中約700℃。 防止氧化：為了防止非氧化物系統(tǒng)在空氣中燒結(jié)被氧化，經(jīng)常需要將其置于 氮?dú)饣蛘邭鍤夥罩羞M(jìn)行保護(hù)；對于在高溫常壓下易于氧化的材料，可以適當(dāng)提高惰性氣體壓力，氣氛常壓燒結(jié)法基本不降低燒結(jié)溫度。 ②電極短路或受擠壓斷裂 燒結(jié)爐采用石墨作為加熱元件，安裝時要求電極組件之間接觸良好，上下方 向保持水平，電極螺母端在安裝窗口周邊要預(yù)留膨脹隙。同時電極組件的兩端與 爐體需要保持良好的絕緣性。熱壓燒結(jié)爐爐體、電極托板變形后，通常造成電極 螺母端的膨脹間隙預(yù)留不足，通電升溫后電極螺母端受安裝窗口周邊爐墻不同程 度的擠壓，電極會很快裂斷。 ③發(fā)熱體加工和安裝質(zhì)量 發(fā)熱體的加工質(zhì)量和安裝質(zhì)量對發(fā)熱體的使用壽命有重要的影響。發(fā)熱體以 及發(fā)熱體接頭的連接螺紋加工粗劣或公差配合不符合標(biāo)準(zhǔn)，均會造成電極與接頭 連接過松或過緊，過松會出現(xiàn)接觸不良拉弧燒壞電極和接頭，過緊則容易在裝配 時損壞螺紋。裝配電極時，在電極與發(fā)熱體連接旋合過程中，用力過大同樣會造 成螺紋的損壞，從而使電極報廢。 另外，水冷電極缺水供應(yīng)時，由于電極連接熱量得不到及時的散發(fā)，會引起 電極與發(fā)熱體之間接觸不良，燒壞電極，嚴(yán)重時出現(xiàn)拉弧燒損電極和發(fā)熱體。 燒結(jié)爐組成部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 保溫桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計 保溫桶由保溫層和反射桶組成，分別用石棉和鉬片制作，用鉬片制作成的反 射桶主要用來抵御由發(fā)熱元件產(chǎn)生的輻射熱，以免損害保溫層和爐體。 水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 熱壓燒結(jié)爐的爐溫很高，如果沒有冷卻設(shè)備，爐子將會無法正常工作，所以 爐子冷卻系統(tǒng)的設(shè)計也是爐子的重點(diǎn)。燒結(jié)爐的冷卻方式很多，但考慮到爐子的 工作條件，選用了循環(huán)水冷卻，所以在設(shè)計時就要考慮到燒結(jié)爐的各個零件的冷 卻結(jié)構(gòu)。 爐體的冷卻結(jié)構(gòu)是首選解決的關(guān)鍵，爐體作為整個爐子的外殼，起到支撐和 保護(hù)的作用，不承受外力，爐體分為內(nèi)殼和外殼，在中間通入冷卻水，再結(jié)合各 種加工方法，選用了普通碳素結(jié)構(gòu)鋼焊接而成。 爐蓋要承受高溫的烘烤，因此爐蓋采用雙層水冷結(jié)構(gòu)形式，中間通冷卻水， 爐蓋的冷卻水管采用下進(jìn)上出以滿足冷卻的要求，以達(dá)到最佳的效果。 引入電極和發(fā)熱體直接連接，承受發(fā)熱體傳來的溫度，所以冷卻也很重要， 由于引入電極采用黃銅制成，而黃銅質(zhì)軟且不易加工?？紤]到這一點(diǎn)，在中間鉆 個深空。 抽真空回路的結(jié)構(gòu)設(shè)計 抽真空系統(tǒng)由真空閥門、擴(kuò)散泵、旋片式機(jī)械真空泵、管路及真空測量儀表 構(gòu)成。抽真空回路包括兩個抽真空管路，在預(yù)抽真空度達(dá)到設(shè)定值時，電磁閥會 自動關(guān)閉，還可用于在惰性氣體的氣氛環(huán)境下生產(chǎn)加工。該系統(tǒng)是在爐體的漏 率達(dá)到最低極限時，能保證爐子正常工作的關(guān)鍵。能否實(shí)現(xiàn)高真空度取決于真空 泵的抽速、管路的密封和漏率性能能否達(dá)到要求。該爐中選擇的旋片式真空泵抽氣速率10L/s，極限真空度5；擴(kuò)散泵抽氣速率850L/s，極限真空度 7 Pa。管路采用放氣率低的硅橡膠管。 密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 下頂桿動密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計下頂桿和下石墨壓頭是在高溫區(qū)有載運(yùn)動的零件，承受高壓和高溫。 它既不能變形，也不能在高溫環(huán)境下氧化。因此它必須具有良好的冷卻性和動密 封性能。整個爐體內(nèi)的極限真空度在很大程度上取決于下頂桿動密封的情況，這 是該爐的關(guān)鍵技術(shù)之一。為保證極低的漏氣率，要提高加工精度和選用適宜的密 封材料。在該爐中，選擇聚四氟乙烯作為動密封材料，其特點(diǎn)是它能耐 300℃高 溫、耐烘烤、放氣率低、耐磨損，而且具有良好的潤滑性能。密封圈的幾何形狀 ，這是根據(jù)爐子在正負(fù)壓狀態(tài)設(shè)計的。正壓狀態(tài)時，正壓氣室的氣壓使 A 圈抱緊下頂桿；負(fù)壓狀態(tài)時，正壓氣室的氣流使B 圈收縮，抱緊下頂桿。 圖36 下壓頭動密封結(jié)構(gòu)示意圖 燒結(jié)爐實(shí)現(xiàn)高真空度的措施 極限真空度和最大漏率極限是真空設(shè)備的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，也是該路正常運(yùn)行 的重要條件。爐內(nèi)的極限真空度（P）取決于以下幾個因素： P=（Qz+∑Q ）/S i 式中：Qz — 爐體的最大漏率（Pa L/s） ∑Qi — 除 Qz 以外的總放氣率（PaL/s） S — 真空機(jī)組的有效抽速（Pa L/s） 影響最大漏率的因素有爐體的制造精度、爐體材料、密封材料、絕緣材料等。 所以，應(yīng)選擇漏率極低的材料作為主導(dǎo)材料，選擇密封性好的閥門，抽氣率高的 真空泵等[17]。 總放氣率系指材料的放氣、解吸、凝結(jié)氣體的再蒸發(fā)、焊縫夾層內(nèi)氣體的滲 透以及真空系統(tǒng)中工作介質(zhì)的逆流和逆擴(kuò)散等放氣的總和，其中材料的放氣率是 影響真空度的最大因素。該爐中的材料包括發(fā)熱元件、保溫材料、密封件、模具、 制品的原材料等。就放氣率而言，在這些材料中保溫材料所占比重最大。在該爐 中選擇金屬鉬片和石棉作為保溫材料，在高溫中放氣率極低。 被制備的材料要獲得一定的壓合成型力，外來的機(jī)械力要通過密閉的爐體， 首先要考慮的是機(jī)械動密封問題。這種機(jī)械動密封裝置必須滿足兩個條件：正壓、 負(fù)壓時均能維持極限真空。4燒結(jié)爐座架
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