真空爐是一種通過抽除爐內空氣形成負壓環(huán)境，利用電熱元件或感應加熱對物料進行高溫處理的設備，廣泛應用于金屬材料退火、燒結、釬焊、熱處理及半導體工藝等領域。其核心工作原理包含以下關鍵環(huán)節(jié)：
1. 加熱系統(tǒng)
真空爐的加熱方式可分為電阻加熱和感應加熱兩類。電阻加熱通過石墨、鉬絲等耐高溫材料制成的發(fā)熱體，將電能轉化為熱能；感應加熱則利用電磁渦流原理直接對金屬工件加熱。加熱過程中，爐膛溫度可升至數千攝氏度(如石墨加熱爐最高可達3000℃)，滿足不同材料的工藝需求。
2. 真空系統(tǒng)
真空環(huán)境是真空爐的核心特征。通過機械泵、分子泵等真空泵組，將爐內氣壓降至10?³至10?? Pa級別，有效避免材料在高溫下與氧氣、水蒸氣等發(fā)生氧化反應。對于特殊工藝(如鈦合金燒結)，還需充入高純氬氣等惰性氣體作為保護氣氛。
3. 溫度控制
采用熱電偶或紅外測溫儀實時監(jiān)測爐溫，并通過PID控制器調節(jié)加熱功率。均勻分布于爐膛的加熱元件和循環(huán)風系統(tǒng)(部分型號)確保溫度均勻性，誤差通常控制在±5℃以內。
4. 冷卻系統(tǒng)
處理完成后，爐體需快速降溫。部分真空爐配備水冷或氣冷系統(tǒng)，通過惰性氣體循環(huán)加速冷卻，避免材料因緩慢冷卻導致晶粒粗大或應力殘留。
真空爐的養(yǎng)護直接影響其使用壽命和工藝穩(wěn)定性，需從日常維護、定期檢修和故障預防三方面入手：
(一)日常維護
1. 清潔與密封性檢查
- 每次使用后清理爐膛內的殘渣、油污，使用無水乙醇擦拭內壁，防止雜質污染后續(xù)工藝。
- 檢查爐門、法蘭等部位的O型密封圈，若老化或變形需及時更換，確保真空密封性。
- 定期清理真空泵濾網，防止粉塵堵塞影響抽氣效率。
2. 加熱元件維護
- 電阻加熱型真空爐需檢查鉬絲、石墨件的氧化或斷裂情況，及時修復或更換。
- 避免超溫運行，防止加熱元件過熱損壞。
3. 記錄與監(jiān)控
- 記錄每次使用的真空度、溫度曲線和運行時間，異常數據需標注并分析原因。
- 每日檢查儀表盤、真空泵油位等關鍵參數，確保設備處于正常狀態(tài)。
(二)定期檢修(建議每季度/半年)
1. 真空系統(tǒng)維護
- 更換真空泵油，清洗泵體內部，檢查閥門密封性。
- 檢測極限真空度，若達不到標準(如低于10?³ Pa)，需排查漏氣點或更換分子泵。
2. 電氣系統(tǒng)檢測
- 檢查加熱電源、溫控器接線是否松動，緊固端子并測試絕緣電阻。
- 校準熱電偶或紅外測溫儀，確保溫度測量準確。
3. 機械部件潤滑
- 對傳動裝置(如爐門升降機構)添加高溫潤滑油，防止卡滯。
- 檢查氣動閥門的響應速度，清理氣缸活塞上的雜質。
(三)故障處理與預防
1. 常見故障及解決方案
- 真空度不足：檢查密封圈、管道接口是否漏氣，更換老化部件；清洗真空泵或更換濾芯。
- 溫度偏差大：重新校準溫控系統(tǒng)，檢查加熱元件分布均勻性。
- 冷卻速率慢：清理冷卻管路，補充冷卻水或惰性氣體流量。
2. 預防性維護
- 避免頻繁啟停設備，減少熱沖擊對爐膛的損傷。
- 停機前需冷卻至室溫再關閉電源，防止密封材料因溫差變形。
- 長期停用時，需抽真空后充入氮氣保護，避免潮濕空氣腐蝕爐體。
