【正文】 或更長一些。臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 20 圖 27 風(fēng)道的結(jié)構(gòu)圖 隔熱板的設(shè)計 隔熱板設(shè)計要求 隔熱板是真空熱處理爐的重要部件，它起隔熱、保溫的作用，也時常作 為固定加熱器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，隔熱板結(jié)構(gòu)型式和材料，對爐子加熱功率有很大的影響，它除應(yīng)滿足爐子的耐火度、絕熱、抗熱沖擊和抗腐蝕等要素外，還應(yīng)有良好的熱透性，能夠盡快脫氣。 風(fēng)道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 風(fēng)道的快速冷卻系統(tǒng)，風(fēng)道圖如圖 27 所示。當(dāng)工件進(jìn)行快速冷卻時，打開充氣控制閥，冷卻氣體經(jīng)進(jìn)氣環(huán)管進(jìn)入爐內(nèi)，冷卻氣體在風(fēng)道流動帶走了熱量。 為了提高勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，使被處理工件的針狀γ180。另外，由于降溫緩慢，擴(kuò)散層中針狀γ180。由于爐壁吸收了大量的熱量，最終被冷卻水不斷地帶走，這就造成了能量的大量損失。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 冷卻方式的選擇 傳統(tǒng)離子滲氮爐的冷卻方式存在許多問題。 觀察玻璃的選擇 爐內(nèi)工作的溫度在 600℃左右，對材料的隔熱性能、耐高溫的性能要求比較高，雖然觀察窗用水進(jìn)行冷卻，達(dá)到降低溫度的目的，但爐內(nèi)工作的溫度較高也會大量熱量會輻射到觀察窗上，使觀察玻璃的溫度上升。如 圖 26 所示。 ③ 可移動觀察窗和透明聚乙烯薄膜觀察窗 二者的觀察窗優(yōu)點在于總結(jié)了上述觀察窗的缺點，可大大增加了成本，然而這種觀察窗在工業(yè)上不常用。 ① 帶擦片式觀察窗 帶擦片式觀察窗的整體效果較好，可以對觀察窗隨時進(jìn)行擦洗，達(dá)到觀察窗的清潔，但也有存在著缺點，主要在于爐子要進(jìn)行維修時，帶擦片式觀察窗拆卸不方便，甚至困難，所以這種觀察窗不常采用。為了防止某些金屬蒸鍍到玻璃片上，可裝設(shè)擋片或擦拭片。傳播光線的觀察窗材料可采 用光學(xué)玻璃或熔石英等。在不可拆連接中，用無氧高導(dǎo)銅和玻璃的不匹配封接或者使用可伐與玻璃的匹配封接，兩者都能承受 300～ 450℃高溫烘烤。根據(jù)密封型式，觀察窗可分為可拆連接和不可拆連接。 2＝ ； 根據(jù)實際要求，實際的壁厚為取 80mm。 K； λ 2— 硅酸鋁纖維的導(dǎo)熱系數(shù) ，取 W∕ m設(shè)從爐內(nèi)傳出的熱量為 q、通過空氣保溫層傳出的熱量為 q通過保溫材料傳出的熱量為 q通過外保護(hù)層散熱到大氣的熱量為 q3，有下列等式可得： q＝ q1＝ q2＝ q3。保溫爐有筒體、空氣保溫層、內(nèi)保護(hù)層、硅酸鋁纖維保溫 層和外保溫層組成，如圖 24所示。設(shè)計的保溫爐有空氣層的復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，緊貼在工作爐為 10mm 左右的共七層，而空氣層不能過大，否則將引起對流換熱，從而減弱了空氣的隔熱作用；中間采用耐高溫的保溫材料 —— 硅酸鋁纖維進(jìn)行保溫。 k） 最高使用溫度（℃） 1000 1051 1250 纖維細(xì)度（ um） 渣球含量 % 8 5 4 線收縮率 %（ 1000℃， 3小時） 4 3 防火性能 A 級不燃 A 級不燃 A 級不燃 軟氈密度（ kg/m3） 80192 100160 100160 保溫層厚度的計算 所設(shè)計的保溫爐在常溫下工作，爐內(nèi)的工作溫度在 600℃左右的環(huán)境下工作，對爐內(nèi)熱量的保溫有較高的要求。 硅酸鋁耐火纖維是一種新型輕質(zhì)耐火 、絕熱材料 ， 它具有以下特點 ： 容重輕 、 導(dǎo)熱系數(shù)小 、 耐高溫 、 抗機(jī)械振動好 、 受熱膨脹小 、 絕緣 、 隔音性能好 、 施工簡便 。 則 C＝ C1＋ C2＋ C3＝ ＋ 1＋ 0＝ （ mm） 綜上所述，封頭的壁厚為： S＝ ? ?BBB hDPPD 24 ???? ＋ C＝ ??? ?? ? ?S?2021 600 ＋ 解得 S＝ （ mm）； 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 16 根據(jù)實際情況，取 S＝ （ mm） 保溫層的計算 保溫材料的選擇 在保溫材料的物理、化學(xué)性能滿足工藝要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、價格低廉、施工方便、便于維護(hù)的保溫材料。 P— 外壓設(shè)計壓力 [MPa]，設(shè)計的工作壓力為 個大氣壓，取 P=； DB— 圓筒內(nèi)徑 [mm] ，取 DB= 600mm； γ — 焊縫系數(shù)；由資料 [16]中表 96 可得，雙面自動電弧焊或手工焊的對接焊縫以及保證雙面焊透的丁字連接焊縫，則 γ ＝ ； hB — 封頭突出部分內(nèi)邊高度 [mm]；由圖 23 得， 圖 24 橢圓形封基本尺寸 可知封頭的高度為 H＝ 300mm，由圖 26 可知 L＝ 31 H， ? hB＝ 200mm－ S； [σ ]— 許用應(yīng)力 [MPa]；由資料 [16]中表 94， 95 得。 封頭材料的選擇 由于封頭是爐體的一部分，使用條件和筒體一樣，我們同樣采用了奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti。碟形封頭常用，無折邊球形封頭在圓筒體上少用，而在真空室門上多用。 圖 23 封頭簡圖 圓筒體上的封頭一般都用橢圓形封頭（如圖 110示），從受外壓角度來講，采用這種封頭形式比較好。則 C3=0。當(dāng)介質(zhì)對容器材料的腐蝕速度≤ ? 年時（包括大氣腐蝕），單面腐蝕取 C2=1mm，雙面腐蝕取 C2=2mm。 因圓筒殼體只承受外壓，可按穩(wěn)定條件計算，其壁厚為 S0 = DB (tEP BDL ) [mm] （ 21） 式中： S0—圓筒計算壁厚 [mm] ； DB—圓筒內(nèi)徑 [mm] ，取 DB= 600mm； P—外壓設(shè)計壓力 [MPa]，設(shè)計的工作壓力為 個大氣壓，取 P=； L—圓筒計算長度 [mm] ，（由 圖 22）可得 圖 22 外壓圓筒的計算長度 因設(shè)計的筒體的長度 Y=700mm， 封頭的高度 h=300mm，則 X＝ 31 h=100mm， L=Y＋ X＝ 800mm； Et—材料溫度為 t 時的彈性模量 [ 105 MPa]，資料 [16]中圖 97 給出了碳鋼和合金鋼在各種溫度下的 Et 值；因所設(shè)計爐的材料為奧氏體不銹鋼，有表可知， 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 13 Et = 105 MPa； 上述所得出的結(jié)果帶入公式（ 21）得 S0 = 600（5 10 600800） ＝ （ mm）。根據(jù)需要真空室可以做成立式或臥式的。真空室除用板材制造外，對于直徑較小的真空室筒體亦可用熱軋無縫鋼管制造。雖然奧氏體不銹鋼價格是普通低碳鋼的 2 倍，但用于水冷式臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 12 爐體由于要 考慮水的腐蝕、水垢等因素的影響從長遠(yuǎn)來看選用不銹鋼作爐體成本要低于低碳鋼作爐體的成本。 圖 21 保溫式離子熱處理裝置示意圖 筒體的設(shè)計 筒體材料的選擇 離子滲氮時的溫度在 600℃以下，考慮到保溫式爐體在該溫度下所要達(dá)到的性能和設(shè)計壽命，以及對高溫蠕變的考慮，決定采用高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化性都比較好的奧氏體不銹鋼 1Cr18Ni9Ti。 (3) 節(jié)能效果好：節(jié)電 50％、節(jié)水 80%。 與水冷式爐體結(jié)構(gòu)相比，絕熱式爐體結(jié)構(gòu)具有以下特點： (1) 爐內(nèi)空間溫度高：解決了離子熱處理的測溫問題。反應(yīng)室經(jīng)過絕熱處理后，除節(jié)電、節(jié)水外，還提高了反應(yīng)室內(nèi)工件的溫度均勻性，擴(kuò)大了反應(yīng)室內(nèi)的有效使用空間。 1977 年 4 月當(dāng)時的第一 機(jī)械工業(yè)部組織召開了全國離子滲氮交流會，促進(jìn) r 離子滲氮技術(shù)在中國的迅速發(fā)展。 T 形爐體的出現(xiàn)，方便了零件的吊掛和長件內(nèi)孔的處理。由于電子器件的改進(jìn)， 系統(tǒng)的可靠性大大提高，目前脈沖頻率可高達(dá)幾萬赫茲，最大電流可達(dá) 400A。離子滲氮設(shè)備采用 品閘管元件 制成可調(diào)整流電源，隨著 品閘管、 GT0 電力電子器件 的應(yīng)用，加大了功率，方便了控制，而 IGBT 器件 的應(yīng)用，使電源和控制得到了進(jìn)一步提高。 離子熱處理設(shè)備的發(fā)展和現(xiàn)狀 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 ，為滿足零件的大批量處理、零件的體積和重量大，滲氮表面質(zhì)量要求高的需求，離子滲氮設(shè)備采用了新型電子元件以及微機(jī)控制技術(shù) [14]。石英玻璃用在高溫爐上，為了預(yù)防橡膠密封圈過熱，法蘭要用水冷卻。真空度要求不太高的地方，可用透明有機(jī)玻璃板代替玻璃板。前者用于高真空和低真空，后者用于超高真空系統(tǒng)。 （ 5）觀察窗 通常通過觀察窗來監(jiān)視真空容器內(nèi)部生產(chǎn)情況（如觀測溫度、試料狀態(tài)等）或傳輸光源。在離子轟擊輝光放電爐內(nèi)，最準(zhǔn)確的測溫方法是采用封閉內(nèi)孔帶有護(hù)隙套管的熱電偶埋入試樣內(nèi)，用電位差計或高精度數(shù)字電壓表讀出毫狀值。 對于一個陰極作為支承的較大工作盤采用三點以上的支承，它僅作支承面無輸電的功能，但因有輝光存在，所以仍必須有與輸電陰極相同的護(hù)隙結(jié)構(gòu) 。 （ 3） 陰極輸電裝置與支承 陰極輸電裝置起支承工件并將電流輸入爐內(nèi)的作用。無焊點、鉚釘頭之類的突點，或則會在突點尖銳部位形成陽極輝光集中亮點。 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 9 隔熱屏也作為輝光放電的陰極，可以單獨引線，成與爐壁共接陽極。 （ 2）隔熱屏 在離子爐內(nèi)設(shè)置隔熱屏有顯著的節(jié)能效果。熱壁爐是指除離子轟擊形式的加熱外，在爐內(nèi)另行設(shè)置加熱器件，它們同時（或預(yù)熱后）加熱工件，進(jìn)行離子轟擊處理。 圖 14 離子滲氮裝置示意圖 動圈式儀表 型真空計 19 閥 離子熱處理爐的主要結(jié)構(gòu) 真空爐體是離子轟擊熱處理工件的工作室，其結(jié)構(gòu)設(shè)計與真空爐基本相同。 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 8 可見離子化學(xué)熱處理系利用稀薄氣體的輝光放電現(xiàn)象。與常規(guī)化學(xué)熱處理相比，離子化學(xué)熱處理具有許多突出的特點：滲層質(zhì)量好、工藝可控性強(qiáng)、工件變形小；處理溫度范圍寬、易于實現(xiàn)局部防滲；滲速快、生產(chǎn)周期短，可節(jié)約時間 15%～ 50%；熱效率高、工作氣體耗量少，一般可節(jié)約能 30%以上、省氣 70%～ 90%；無煙霧、廢氣污染，處理后工件和夾具潔凈，工作環(huán)境好；柔性好、便于生產(chǎn)線組合，實現(xiàn)自動化 [3][4]。圖 11（ d）為離子轟擊法示意圖，采用 10～ 1000Pa 真空度，向真空 罐里通入稀薄氣體，在高壓電場作用下引起輝光放電，使氣體電離，用所產(chǎn)生的正離子轟擊工件表面，正離子具有高動能轉(zhuǎn)化為熱，能將工件加熱，并使表面點陣原子激活脫位、位錯等晶體缺陷，變?yōu)辄c陣缺陷擴(kuò)散，大幅度縮短擴(kuò)滲時間、生產(chǎn)周期，節(jié)省電源和氣源，無公害，勞動條件好，是一項發(fā)展較快的熱處理工藝。 按滲入元素的活性介質(zhì)所處狀態(tài)的不同分類，有固體法、液體法、氣體法、離子轟擊法等。滲入一種元素的稱為單元滲；同時滲入兩種或兩種以上的元素的，稱為二元或多元共滲；先后滲入兩種或兩種以上元素的，稱為二元或多元復(fù)合滲?；瘜W(xué)熱處理形成滲層的結(jié)構(gòu)遵守相圖，其結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，屬于冶金結(jié)合。 化學(xué)熱處理的主要特征是：固態(tài)擴(kuò)散滲入 ，改變工件表面層的化學(xué)成分，既工件表面不僅有組織的變化，而且有化學(xué)成分的變化，滲層與基體之間有擴(kuò)散層。 plasma heat treatment furnace。另外，保溫式爐體結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，節(jié)省能源，從而提高了工作效率。這種滲氮爐的工作方式不僅降低了工作效率，而且浪費了能源。目前國內(nèi)離子滲氮爐存在許多問題，其中主要的問題是爐內(nèi)工件溫度不均勻，大量浪費熱能。 臨沂師范學(xué)院工學(xué)院本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 4 第二部分 保溫式離子熱處理爐的設(shè)計 摘 要 等離子滲氮具有滲速快、滲層組織易于控制、脆性和變形小、無公害等優(yōu)點 ，經(jīng)離子滲氮處理的零件，其表面硬度高，耐磨性好，且耐蝕性及疲勞強(qiáng)度都有較大的提高。我們所在的環(huán)境（社會環(huán)境和自身周圍的環(huán)境）是多變的，我們要適時調(diào)整自己的目標(biāo)計劃，踏踏實實地為自己的夢想努力。 大四初步完成畢業(yè)論文設(shè)計，準(zhǔn)備答辯 不斷充實自我，掌握豐 富而又扎實的專業(yè)知識 ， 并到社會上實習(xí)， 把心態(tài)調(diào)整好，有方向性的學(xué)習(xí)有關(guān)設(shè)計方面的知識，積累這方面的經(jīng)驗 . 臨沂師范學(xué)院工學(xué)院本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計 3 畢業(yè)后前三年繼續(xù)學(xué)習(xí)，再就業(yè)單位能擔(dān)任較重要的角色。積累學(xué)習(xí)方法。 社會環(huán)境分析 中國政治穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)盡管 處于 金融危機(jī) 之中 ，但經(jīng)濟(jì)仍持續(xù)發(fā)展，在全球經(jīng)濟(jì)一體化環(huán)境中的擔(dān)當(dāng)重要角色。且我的戶口已經(jīng)轉(zhuǎn)移到 臨沂 ， 臨沂 出現(xiàn)在父母及其他親戚的人際圈內(nèi) 的幾率幾乎為零 。 2 外部壞境認(rèn)知 家庭環(huán)境分析 家庭收入：父母均為 小 學(xué)文化，均 在家務(wù)農(nóng) ，收入僅能解決溫飽及勉強(qiáng)供我上大學(xué)讀書，不能為我提供其他享受的或者是創(chuàng)業(yè)啟動資金。工作講究秩序和精確度，具備無窮的技術(shù)工作潛力，關(guān)心品 質(zhì)與產(chǎn)能，經(jīng)常具備一些特殊技巧或知識。工作和生活中的人際關(guān)系比較松散。在團(tuán)體中很少發(fā)表自己的意見，缺乏一些獨立性，一般不會單獨行動。 職業(yè)個性特征和我 適合的職業(yè)特征都指向了我適合從事從事科研型技術(shù)性工作 ，而具備 從事精細(xì)工作的耐心和長期智力勞動的興趣。 個人特質(zhì) 我適合的職場特點：適合從事科研型技術(shù)性工作，不需要處理太多的人際關(guān)系和去與別人打交道。 同時，我的基本智能、語言能力和信息分析能力都處于較高的分?jǐn)?shù)，這些很多和我日常的積累有關(guān)系。理科所需的大量的、 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎?，也使我養(yǎng)成做事細(xì)心，有耐心的習(xí)慣，不會半途而廢，也不會馬馬虎虎。與外