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我们厂最近要上几台真空感应炉做高温合金的小件,以前都是用普通高频淬火的设备,真空炉这块我接触少。
我看它结构就是密闭罐体里放个感应圈。按理说真空里没有空气,那交变磁场在零件表面产生涡流发热后,这热量是怎么让整个零件烧透的?纯粹靠零件内部的热传导吗?那升温速度会不会受材料导热系数限制特别大?另外真空状态下没有对流散热,保温阶段是不是基本就不怎么耗电了?
真空感应加热的热量传递跟你以前用的气氛炉完全不是一回事。升温确实百分之百靠零件自身的热传导,因为真空度一般抽到10^-1到10^-3 Pa,几乎不存在气体对流,辐射传热在低温段(比如600度以下)又极弱。你问升温速度受不受导热系数限制,限制非常大。比如钛合金导热差,你表面功率密度给到2kW/cm²,表面瞬间到一千度,心部可能才两三百度,温差极大容易开裂,所以真空感应一般用低频或者中频慢速烘透,不能像大气下高频那样猛轰。保温阶段的耗电并非不耗电,零件表面还在持续向水冷炉壁辐射散热,这个热损失功率其实不小,保温功率通常是满功率的15%到30%左右,主要用来抵消辐射损失维持温度平衡。
你把真空感应想得太绝对了,里面根本做不到纯粹的“真空”。实际生产中高温合金加热到一定温度,材料内部的合金元素和表面吸附的气体会大量挥发,导致炉腔内局部真空度急剧下降,变成一个低压气体环境。这时候其实是有微弱对流的。而且你如果是做高温合金,要当心脱碳和元素挥发的问题,很多工艺反而要在炉子里反充氩气到几千帕来压住挥发,一旦充了氩气,传热方式马上就变了,热传导和微对流就都加进来了。
你说的那个高温合金小件具体壁厚是多少?要是超过30毫米的话,你光靠感应圈放在外面加热,心部温差根本控制不住,你们新上的炉子带不带底部的电阻辅助加热或者喷雾预热的?