石墨熱場是什么？

       石墨熱場是真空電阻爐的中心部分，它的好壞直接影響到爐子的功用及其運(yùn)營本錢。石墨熱場的規(guī)劃是多種多樣的，詳細(xì)選擇哪一種規(guī)劃計(jì)劃，首要基于對工藝流程的詳細(xì)分析。大多數(shù)真空電阻爐的熱場包括四個(gè)首要組成部分：加熱器及其聯(lián)接部件，隔熱部件（或許反射屏），熱場支撐部件
和工件承載爐床
　　從形狀上來區(qū)別，石墨熱場可以有方形和圓形之 分，圓形熱場在真空爐領(lǐng)域中占有較高的比例。為了可以從爐膛中方便地設(shè)備和移除，一切的石墨熱場都被制作成為模塊的方式。
　　大多數(shù)高溫真空爐是選用電阻加熱的辦法。加熱器的選材可以是金屬或許石墨。依據(jù)需求，加熱器可以規(guī)劃成多種方式。加熱器材料的選擇首要取決于工作溫度。關(guān)于低工作溫度的，例如真空回火爐來說，價(jià)格便宜的鎳鉻合金就可以擔(dān)任。關(guān)于需求高溫，用來做熱處理的比方，淬火爐和釬焊爐來說，鉬和石墨是現(xiàn)在最盛行的材料。
       多年以來，鉬金屬幾乎完全專用于真空熱處理和釬焊爐中，同時(shí)也普遍存在一種誤解是說：從石墨材料中排放的物質(zhì)會(huì)和某些材料起化學(xué)反應(yīng)并且污染爐內(nèi)工件。早期石墨加熱器僅限于形狀簡略的那種，并且石墨部件之間的的聯(lián)接和電學(xué)功用不是很安穩(wěn)。隨著石墨材料功用和加工工藝的提高，現(xiàn)已有越來越多的石墨加熱器應(yīng)用到熱處理和釬焊爐中，在數(shù)量上現(xiàn)已超越了鉬加熱器。石墨加熱器的首要優(yōu)勢是：規(guī)劃輕巧，形狀豐厚，耐久經(jīng)用和易于維 護(hù)。
隔熱部件/反射屏
　　鉬金屬和石墨（碳纖維石墨化氈）也可用于真空爐的隔熱部件。在一個(gè)全金屬熱場中，隔熱屏是由多層金屬板構(gòu)成的，每層隔熱板之間預(yù)留必定的空間。例如，在一個(gè)1315℃工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)真空爐中，隔熱屏往往內(nèi)部由兩層鉬薄板，還有外面三層不銹鋼薄板構(gòu)成。假設(shè)要求更高的工作溫度，鉬薄板的層數(shù)以及每一層的厚度都要隨之增加。假設(shè)工作溫度超越1650℃，可以用鉭薄板來代替鉬薄板。關(guān)于全金屬熱場來說，隔熱功用的好壞首要取決于金屬薄板之間的層數(shù)及間隔，這些間隔用來防止熱量從熱場中心區(qū)域向外輻射傳導(dǎo)。由于鉬薄板所具有的反射特性，使得從熱場中心區(qū)宣告的熱輻射從頭反射給坐落熱場中心的工件。全金屬熱場往往適用于對真空度和清潔度要求很高的運(yùn)用環(huán)境（例如：醫(yī)療器械的出產(chǎn)）。關(guān)于全金屬熱場來說，需求留意的是鉬金屬在1150℃以上，由于金屬的重結(jié)晶會(huì)發(fā)生脆化現(xiàn)象，脆化的金屬隔熱屏簡略遭到掉落到屏上面的夾具或工件的損害。由于鉬金屬價(jià)格較高，全金屬熱場的本錢也往往要高于其他材料制成的熱場。
　　還有一種盛行的規(guī)劃計(jì)劃是選用石墨材料制作熱場隔熱部件。標(biāo)準(zhǔn)的石墨保溫材料由板狀或許多層毯狀石墨化碳纖維材料組成，在挨近熱場中心的內(nèi)表面往往需求加覆一層石墨紙或碳碳復(fù)合材料薄板用來提高熱反射率和防止高壓氣流的沖刷。由于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求預(yù)留額外的空間。石墨材料具有優(yōu)良的隔熱功用，本錢一般較金屬屏低，并且十分易于運(yùn)用。就制作本錢，經(jīng)用性和可維護(hù)性而言，石墨隔熱軟氈較石墨隔熱硬氈具有必定的優(yōu)勢。
通過出產(chǎn)實(shí)踐，金屬隔熱屏往往不適于環(huán)境惡劣的真空釬焊工藝。來自于焊料的金屬物質(zhì)會(huì)沉積在金屬隔熱屏的表面，由于隔熱屏與所附著的焊料物質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同，金屬隔熱屏?xí)l(fā)生彎曲變形與斷裂，這會(huì)最終下降金屬屏的隔熱功用。金屬屏在遇到銅焊合金濺射的情況下很簡略遭到損害，導(dǎo)致屏的表面構(gòu)成孔洞，熱量會(huì)從這些孔洞中傳遞出去。當(dāng)然，運(yùn)用厚一些的金屬屏特別是鉬合金的屏?xí)由旖饘贌釄龅倪\(yùn)用壽命，但是卻增加了可觀的本錢。比較好的解決計(jì)劃是選用石墨材料制作隔熱部件，實(shí)踐證明，盡管在釬焊工藝中會(huì)有許多焊料沉積在石墨隔熱材料的表面，但是卻不會(huì)發(fā)生熔解的焊料與石墨隔熱材料的熔合現(xiàn)象。盡管有人會(huì)質(zhì)疑，以為石墨材料比金屬材料更簡略吸收水分，水分對釬焊工藝過程損害很大，但是，實(shí)踐證明熱場循環(huán)往復(fù)的升溫與降溫會(huì)很好地打掃石墨隔熱材料中的水分。
熱場承載部件
　　依據(jù)爐體的形狀，熱場承載部件一般由一個(gè)或多個(gè)圓形鋼環(huán)組成，材料一般選用不銹鋼而不是一般的碳鋼，不銹鋼盡管使本錢有所增加，但是卻大大增加了其經(jīng)用性。在大多數(shù)真空爐規(guī)劃中，在不銹鋼環(huán)的四周遍及氣體噴嘴，因而，熱場承載部件還扮演了一個(gè)讓氣體全方位遍及整個(gè)工件的人物。隔熱部件是通過各種形狀的不銹鋼部件固定在熱場承載部件上面的。
工件承載爐床
　　工件承載部件是規(guī)劃用來支撐熱處理工件的部件，其制作材料仍然是現(xiàn)在盛行的金屬鉬和石墨。一般是在爐床上制作滑軌用以負(fù)荷工件，并且通過螺釘固定設(shè)備在爐膛外面的加強(qiáng)區(qū)域。由于材料的強(qiáng)度高，關(guān)于同樣重量的工件，鉬爐床可以制作得比石墨爐床更輕。在長時(shí)間循環(huán)往復(fù)的熱環(huán)境下，鉬制軌道會(huì)發(fā)生必定程度的變形。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(huì)熱變形，還有就是石墨杰出的導(dǎo)熱性下降了它的一些不利因素。盡管石墨比鉬便宜，石墨的導(dǎo)軌卻由于石墨的脆性的特點(diǎn)簡略在裝載工件的時(shí)候掉屑。進(jìn)來新研發(fā)的石墨纖維材料可以防止掉屑的發(fā)生，但是造價(jià)比較高，甚至比鉬制材料還要高。
　　在選擇爐床材料時(shí)遇到的首要問題是高溫環(huán)境下出現(xiàn)的固體共熔現(xiàn)象，就是說爐床材料與工件材料有時(shí)在高溫下會(huì)出現(xiàn)共熔現(xiàn)象。例如，在1165℃的溫度以上，碳會(huì)和鎳金屬發(fā)生局部的共熔現(xiàn)象。鎳金屬是許多鋼材里邊常用的金屬元素（特別是不銹鋼），因而這些鋼制部件在熱處理過程中不能和石墨爐床或許夾具發(fā)生觸摸。由于這個(gè)原因，石墨爐床滑軌一般需求設(shè)備陶瓷或許鉬制部件用來把工件和石墨爐床隔絕。在特定條件下，金屬鉬也會(huì)和某些材料發(fā)生共熔現(xiàn)象。并且金屬鉬可以和一些鋼材中常用的金屬合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是往往反應(yīng)溫度遠(yuǎn)高于正常熱處理溫度范圍。