高溫爐加熱元件:鉬、鉭、鎢在真空中加熱容易揮發(fā)
在使用高溫爐進行工作的時候,設計主要的就是為了加熱,在加熱過程中需要要求加熱速率快,選用的加熱材料一定要保證熱導率好,并且在高溫下不能產生變形和大量的熱損失,要保證在使用過程中在一段時間內性能要穩(wěn)定,在選取加熱元件時也要根據(jù)所需處理產品的化學性能,以免加熱元件的材質影響到工件的質,因此要合理的選取加熱元件,常用的加熱元件主要可分為兩大類,金屬型和非金屬型,那么你對高溫爐的加熱元件了解多少呢?下面跟小編一起看一下關于高溫爐加熱元件的相關內容。
金屬型加熱元件
金屬型加熱元件又可以分為純金屬和合金型。
電熱合金材料主要有鎳鉻、鐵鉻鋁合金兩種,用于中低溫高溫爐。鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金在真空中只能用于較低溫度和中度真空范圍;
純金屬電熱材料主要有鉬、鎢、鈮等用于高溫高溫爐,由于電阻溫度系數(shù)大必須配備調壓器以恒定功率;
鉬、鉭、鎢在真空中加熱容易揮發(fā),相應的使用溫度降低。不銹鋼加熱元件的特性是體積小,功率大,熱響應快,控溫精度高,綜合熱效率高,應用范圍寬,適應性強,加熱溫度高,壽命長,可靠性高。機械化程度高,可以按照要求彎成各種形狀、輕便、拆裝方便。結構簡單、用料少、成本便宜,而且使用壽命長、熱轉換率高,同時節(jié)能省電。
鎳鉻、鎳鉻鐵合金具有較高而穩(wěn)定的電阻率,耐腐蝕及表面抗氧化性能好,在高溫下有較好的強度,抗振動、變形性能好,有良好的加工性能和可焊性,廣泛用于工業(yè)電爐,冶金、家用電器,機械制造,加熱元件和電阻變阻器等材料。鐵鉻鋁合金是一種高電阻合金材料,具有電阻率高、電阻溫度系數(shù)小、耐高溫壽命長、重量輕、價格便宜、表面熱負荷較鎳鉻合金高等點,在大氣條件下比鎳鉻合金使用壽命長,尤其適合在含有硫和硫化合物氣氛中使用,是工業(yè)電爐,家用電器、紅外線加熱裝置中不錯的加熱材料。以上兩種合金在空氣中的額定使用溫度在1100~1300℃,考慮到金屬蒸發(fā)影響,在真空中的額定使用溫度應略有降低。
為了延長鐵鉻鋁合金在真空中的使用壽命,可先將由鐵鉻鋁合金制成的加熱元件在空氣中加熱到1000~1050℃,保持7~8h,使其表面產生一層氧化膜。對用鎳鉻合金制成的加熱器雖然沒有保護的氧化薄膜,但在真空中仍然可以使用到1130~1170℃,而且具有良好的耐熱性與耐腐蝕性。
以上兩類合金材料一般適用于真空熱處理爐額定溫度低于1000℃的情況下。對于額定溫度高于1000℃甚至更高的真空熱處理爐,加熱元件則應選取難熔金屬或非金屬材料。難熔金屬材料包括鎢、鉬、鉭、鈮、鉑等,其中前三種材料較為常見。
額定溫度在1000℃~1600℃(少數(shù)可達1700℃)的真空爐,加熱元件材料可選擇鉬絲或鉬片作為加熱體;溫度低于℃情況下,可選用難熔金屬鉭作為加熱元件材料,鉭的加工性能于鉬,可以焊接,加工時邊角料可以回收,但是不可在氫氣氣氛下使用,但是鉭金屬很昂貴,一般只在特殊情況下用作加熱元件材料;鎢是使用溫度額定的難熔金屬,額定溫度可達~℃,但由于鎢片耐沖擊力差,質地很脆,加工時易產生裂紋,因而成品率很低。
高熔點金屬鉬、鉭、鎢以線、帶、板狀做加熱器,它的結構形式很多,但總的一般希望盡量減少與耐火材料、絕緣材料的接觸,以免發(fā)生化學反應,降低加熱器的壽命。常用鎢絲制成鼠籠(三相或單相)狀加熱體,為了提高鎢絲的輻射面,充分發(fā)揮鎢絲材料的特性,可將單根鎢絲繞制成鎢絲網,再組成筒狀的加熱器。鎢絲筐加熱體具有耐高溫、抗變性、使用壽命長等點。
在高溫爐中,鉭可與由耐高溫氧化物或石墨制成的構件發(fā)生反應。在高溫條件下,即使是非常穩(wěn)定的氧化物,如鋁、鎂、氧化,鋯,與鉭接觸之后也會減量。鉭與石墨接觸之后,可形成碳化鉭,導致鉭出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。雖然鉭??身樌嘏c其他耐高溫金屬(如鉬或鎢)進行化合,其還可與六方氮化硼和氮化硅進行反應。
洛陽西格馬高溫電爐可生產度真空鎢管爐、度鉭加熱爐、度石墨爐、1600度真空鉬絲爐等超高溫電爐。
真空鉬絲爐常規(guī)型號:
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電爐型號 |
爐膛規(guī)格 |
充氣正壓 |
真空度 |
通入氣氛 |
額定溫度 |
使用溫度 |
功率 |
電壓 |
加熱元件 |
測溫元件 |
升溫速率 |
|
SGM VM20x0 |
200*150*150 |
≤0.04MPa |
≥-0.05MPa |
氫氣 |
1700℃ |
1500℃ |
7KW |
單相?220V |
鉬絲 |
B型 |
≤10℃/min |
|
SGM VM30x0 |
300*200*200 |
≤0.04MPa |
≥-0.04MPa |
氫氣 |
1700℃ |
1500℃ |
10KW |
兩相?380V |
鉬絲 |
B型 |
≤10℃/min |
|
SGM VM40x0 |
400*300*300 |
≤0.04MPa |
≥-0.04MPa |
氫氣 |
1700℃ |
1500℃ |
20KW |
兩相?380V |
鉬絲 |
B型 |
≤10℃/min |
|
SGM VM50Ax0 |
500*300*300 |
≤0.04MPa |
≥-0.04MPa |
氫氣 |
1700℃ |
1500℃ |
25KW |
兩相?380V |
鉬絲 |
B型 |
≤10℃/min |
|
SGM VM50x0 |
500*400*400 |
≤0.04MPa |
≥-0.04MPa |
氫氣 |
1700℃ |
1500℃ |
38KW |
兩相?380V |
鉬絲 |
B型 |
≤10℃/min
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非金屬型加熱元件
非金屬型加熱元件主要有石墨(布、管、棒),其特點是價廉易加工、輻射面積大、抗熱沖擊性好。主要依靠輻射傳熱,工作條件較好,但高溫下易揮發(fā),防止真空放電(低于100V)。石墨加熱元件的特性是具有耐高溫、熱膨脹小、抗熱沖擊能力強等特性,其機械強度在℃以下,隨溫度的上升而提高,1700℃左右為好,超過所有的氧化物和金屬。石墨材料的熔點高、蒸氣壓低,高溫爐的氣氛中含有低濃度的碳,將與殘余氣體中的氧氣和水蒸氣反應產生凈化效果,大大簡化了真空系統(tǒng),降低了成本。
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