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第一章,热处理基本概念 第二章,线 气冷系统 1.4控制管理系统 1.4.1 手动控制管理系统 1.4.2 自动控制系统 1.5脱脂系统 1.5.1 热水系统 1.6 对流系统(选配) 二,线.真空系统的分类(典型线 中线 超高线.线 线 真空泵的型号及规格表示法 2.3 线 往复式线 油封机械泵(旋片泵和滑阀泵) 2.3.4 罗茨泵 2.3.5 油扩散泵 2.3.6 油扩散喷射线.线 线 线 真空阀门的型号及规格表示法 3.4 常用线.5.7 电磁阀 3.5.8 针阀 4.线 线 常用线 物理运动式弹性变形线 电容式薄膜线 热偶线 电阻线 热阴极电离线 放射性电离线 真空炉中线阱的作用和分类 二,充气系统 工艺气路系统(充入炉内的气体) 动力气路系统(为所有的气动阀门提供动力) 三,冷却系统 冷却水系统 炉内气冷系统(快速冷却) 四,控制管理系统 五,脱脂系统 六、对流系统(通常用于回火炉中,增强低温时的温度均匀性) 第三章 我司生产真空炉的技术特点和规格 一,双室真空油淬气冷炉 设备用途 可选尺寸 设备结构 技术参数 二,单室高压气淬炉 设备用途 可选尺寸 设备结构 技术参数 三,卧室真空退火炉 设备用途 可选尺寸 设备结构 技术参数 四,真空回火炉 五,真空钎焊炉 六,卧室真空烧结炉 七,卧室真空脱脂(蜡)炉 八,卧室真空脱脂烧结一体炉 设备用途 可选尺寸 设备结构 炉体 真空系统 充气系统 脱脂系统 快冷系统 电气控制管理系统 技术参数 第一章,热处理基本概念 热处理常见的“四把火”,退火、正火、淬火和回火。 退火:把钢加热到适当温度,保温一定的时间,然后缓慢冷却,以获得接衡状态组织的热处理方法。常见用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火和扩散退火。退火得到的主要是珠光体组织。 退火的目的: A、为降低硬度,提高塑性以利于切削加工和冷变形加工; B、细化晶粒,消除因锻、铸、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织及成分。改善钢的性能或为以后的热处理作准备; C、消除钢的内部应力,以防止变形和开裂。 正火:将钢加热到AC3或ACCm以上的适当温度,保温一段时间,使奥氏均匀化,然后出炉空冷可以其他适当方式冷却,以获得索氏体(细珠光体)组织的热处理工艺。 淬火:将钢加热到AC3或ACCm以上的适当温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏化,然后以大于临界冷却速度的速度进行冷却,以获得高硬度的马氏体组织或下贝氏体组织的热处理工艺方法。最大的目的是为了更好的提高工件的硬度及耐磨性。 回火:将淬火后的钢件加热到低于AC1点以下的某一温度,保温一段时间,然后冷却至室温的热处理工艺。目的是为了合理地调整力学性能,使工件满足使用上的要求;稳定组织,使工件在使用的过程中不发生组织转变;降低或消除内应力,以减少工件变并防止开裂。 真空:在指定的空间内,低于一个大气压力的气体状态统称为真空。 二,线.真空系统的分类(典型真空系统) 按压力范围分: 粗(低)线Pa 超高线Pa 按真空系统要求的清洁度: 有油真空系统:真空室有油蒸气污染 无油真空系统:线 粗(低)线Pa) 用低真空泵(如油封式机械泵)给线Pa) 油增压泵串联油封机械泵(1.33~1.33×10-1) 优点:系统简单,抽气能力大,振动小,工作 稳定,维修方便。 缺点:预抽时间比罗茨泵系统长。 罗茨泵串联油封机械泵(1.33~1333Pa) 优点:抽气能力大,启动快,预抽时间短 缺点:噪音较大 罗茨泵串联小型罗茨泵(中间泵)再串联机械泵(0.133~1333Pa) 特点:具备罗茨泵系统特点,加宽了工作所承受的压力范围和最佳压缩比 罗茨泵串联水环泵 特点:适合排出灰尘较多的应用设备 1.3 高线Pa) 扩散泵串联机械泵(10-2~10-5Pa) 优点:结构相对比较简单,工作可靠,成本低 缺点:系统启动慢,预抽时间长,扩散泵的油蒸气容易返流到真空室 一般应用在工作时放气量较小的设备 扩散泵串联油增压泵,再串联油封机械泵(1.33×10-2~1.33×10-3Pa) 优点:预抽时间短 缺点:启动较慢 扩散泵串联罗茨泵(机械增压泵)再串联机械泵(1.33×10-2~1.33×10-3Pa) 优点:预抽时间短 缺点:启动较慢 1.4 超高线.线 真空泵的用途 根据真空泵的性能,在各种真空泵系统中科作为下列泵使用 主泵,用来获得所要求的真空度的真空泵。 粗抽泵,从大气压开始,降低系统压力达到另一个抽气系统开始工作的真空度。 前级泵,用以使另一个泵的前级压力维持在其最高许可的前级压力以下的真空泵。前级泵也可作粗抽泵使用。 维持泵,在真空系统中,当抽气量很小时,不能有效利用主要前级泵,为此,在真空系统中配置一种容量较小的辅助前级泵,维持主泵正常工作或维持已抽空的容器所需之低压的真空泵。 粗(低)真空泵。从大气压开始,降低容器压力且工作在低压真空范围的真空泵。 高真空泵。在高真空范围内工作的真空泵。 超高真空泵。在超高真空范围内工作的真空泵。 增压泵,装在高真空泵和低真空泵之间,用来提高抽气系统在中间压力范围内的抽气量或降低前级泵容量要求的真空泵(如机械增压泵和油增压泵)。 2.2 真空泵的型号及规格表示法 根据国标,真空泵的型号组成为基本型号和辅助型号 基本型号 辅助型号 ① ② ③ – ④ ⑤ ⑥ ①表示真空泵级数,以阿拉伯数字表示,不分级或单级着省略 ②表示真空泵名称,以构成名称的一个或两个关键字的汉语拼音第一(或第二)个字母(印刷体大写)表示,见表。 序号 真空泵名称 代号 关键字意义及拼音字母 真空泵规格或主参数 相应单位 1 往复真空泵 W 往复的WANG 抽气速率 L/s 2 定片真空泵 D 定片的DING 3 旋片式真空泵 X 旋片的XUAN 4 滑阀真空泵 H 滑阀的HUA 5 罗茨真空泵 (机械真空泵) ZJ 增压的ZENG,机械的JI 6 余摆线真空泵 YZ 余摆的YU,线 溅射离子泵 L 离子的LI 8 单级多旋片式真空泵 XD 旋片的XUAN,多的DUO 抽气速率 m3/h 9 分子泵 F 分子的FEN 进气口径 mm 10 油扩散泵 K 扩散的KUO 11 汞扩散泵 KG 扩散的KUO,汞的GONG 12 有扩散喷射泵(油增压泵) Z 增压的ZENG 13 升华泵 S 升华的SHENG 14 回旋泵(弹道泵) HX 回旋的HUI XUAN 15 复合式离子泵 LF 离子的LI,复合式的FU 16 锆铝吸气剂泵 GL 锆的GAO,铝的LV 17 制冷机低温泵 DZ 低温的DI,制冷的ZHI 18 灌注式低温泵 DG 低温的DI,灌注的GUAN 19 分子筛吸附泵 IF 吸附的XI,分子的FEN 分子筛重量 kg 20 水喷射泵 PS 喷射的PEN,水的SHUI 抽气量 kg/h 21 空气喷射泵 PQ 喷射的PEN,空气的QI 22 蒸气喷射泵 P 喷射的PEN ③表示真空泵特征,以其关键字的汉语拼音第一或第二个字母(印刷体大写)表示,见表 真空泵特征 代号 关键字意义及拼音字母 代号 关键字意义及拼音字母 W 卧式的WO T 凸腔的TU Z 直联的ZHI F 风冷的FENG S 升华器的SHENG X 磁悬浮的XUAN D 多式,多元的DUO J 金属密封的JIN C 磁控的CI G 干式(无油)的GAN ④表示真空泵使用特点(多指被抽气体性质),对于可凝被抽气体,以印刷体大写字母N表示,对于腐蚀性被抽气体,以印刷体大写字母F表示,无特指者省略。 ⑤代表真空泵规格或主参数,以阿拉伯数字表示。 ⑥代表真空泵设计序号,从第一次改型设计开始,以字母A, B, C ……顺序表示 线B,往复式线L/s, 第二次改型设计; 2X-15A,双级旋片式线L/s,第一次改型设计; ZJ-600, 机械增压泵,抽速600L/s K-800, 油扩散泵,进气口径800mm Z-400, 油增压泵,进气口径400mm 2.3 线 液环泵(水环泵) 压力范围:水做工作液,极限压强达2000~4000Pa,油作工作液,达130Pa 优点:结构相对比较简单,小尺寸,大排气量,吸气均匀,工作平稳可靠 缺点:功耗大,效率低,一般30%,较好的50%,真空度低 应用:等温压缩,可抽易燃易爆气体 2.3.2 往复式真空泵(活塞式真空泵) 压力范围:单级泵1330~2660Pa 双级泵4-7Pa 三级泵0.1-2.6Pa 优点:水环泵比较,优点有真空度高,消耗功率低。与旋片真空泵比较,能被制成大抽速的泵 缺点:结构较为复杂,老式泵带有牵引移动陪气装置 应用: 2.3.3 油封机械泵(旋片泵和滑阀泵) 旋片式油封真空泵(旋片泵) 压力范围:101325-1.33×10-2Pa,属低真空泵 优点:抽取密封容器中的干燥气体,若附有气镇装置,还可抽取一定量的可凝性气体 缺点:不适用于抽除含氧量过高,有爆炸性,对金属有腐蚀性,与泵油有化学反应,含有颗粒尘埃的气体。 应用:单独使用,也可作为其他高真空泵的前级泵 滑阀式油封机械泵(滑阀泵) 压力范围:单级泵极限压力,小泵≯0.6Pa,大泵≯1.3Pa(均关气镇); 双级泵的极限压力≯0.06Pa(关气镇); 抽速大于150L/s的滑阀泵多采用单级形式。 优点:容量比旋片泵大很多 缺点:旋转质量有较大偏心,如没有很好质量平衡,运转会产生较大震动 应用:基本同与旋片泵,常用大型线 罗茨泵 种类:干式真空泵(直排大气),湿式罗茨泵(低真空罗茨泵),中真空罗茨泵(机械增压泵),高真空多级罗茨泵 优点:结构紧密相连,小尺寸,抽速高(可高达100000m3/h以上),运行经济,应用广泛 应用:真空工程中与前级泵(旋片泵,滑阀泵和水环泵等)串联机组;中真空范围作机械增压泵应用;双级或多级罗茨泵机组可获得高真空;干式清洁无油的抽气系统多用气冷式罗茨泵机组;含水蒸气的被抽系统,多用湿式罗茨泵 2.3.5 油扩散泵 压力范围:10-1到10-6Pa,极限压力达10-8Pa 优点:结构相对比较简单,操作便捷,常规使用的寿命长,抽速大 缺点:效率低,存在油蒸气反扩散(返油)对真空室造成污染 应用:高线 油扩散喷射真空泵(油增压泵) 压力范围:10~10-2Pa 优点:工作所承受的压力区间内,抽气量是扩散泵的4-20倍,加热功率是扩散泵的2-5倍 应用:可做主泵,也可用于大型油扩散泵和前级机械泵之间,保证真空系统的有效工作,与罗茨泵相似 2.3.7 涡轮分子泵 压力范围:10-1~10-8 Pa 优点:启动快,能抗各种射线的照射,耐大气冲击,无气体存储和解吸效应,无油蒸气污染或污染很少,能获得清洁的超高真空 应用:要求配有工作所承受的压力为1~10-2帕的前级真空泵。分子泵本身由转速为10000~60000转/分的中频电动机直联驱动。 3.线 真空阀门的作用 开关气路,如图13-1,高线打开时,机械真空泵对容器抽真空,气流流经预线打开,机械泵可单独对扩散泵抽线同时打开时,扩散泵和机械泵可同时工作,对容器进行抽真空,此时气流流经扩散泵。阀门在这种工艺操作中的作用是开关气路,改变气流的流经路线。 控制气流大小,调节线的阀盖开启角度,即可调节流经管路的气流量大小;关闭阀2和阀4,通过放气阀6可以给机械泵的入口放气;通过放气阀6能调节容器内的真空度。 定量充气,如图13-2,在玻璃阀的柱塞上有个一定体积的小洞,当小洞转向右边和高压气瓶连通时,小洞中就可充满高压气体;当它转向左边和真空容器连通时,就把该体积的高压气体放进容器中去,起到定量充气的作用。 3.2 真空阀门的分类 分类方法 阀门名称 工作所承受的压力 低真空阀门,高真空阀门,超高真空阀门 用途 截止阀,隔断阀,放气阀,节流阀,换向阀 结构及形式 挡板阀,翻版阀,蝶阀,隔板阀,插板阀,闸阀,针阀 驱动方式 手动阀,电动阀,电磁阀,气动阀,液压驱动阀,手电两用阀 通道方式 角阀,直通阀,双通阀,三通阀,四通阀 3.3 真空阀门的型号及规格表示法 真空阀门的型号按如下顺序和内容确定 基本型号 辅助型号 ① ② ③ – ④ ⑤ ⑥ 各符号所采用的字母和代表意义见下表 位置编号 标识内容 字母及代表意义 基本型号 ① 应用限制范围 D-低真空,G-高真空,C-超高真空 ② 结构型式或职能类别 C-插板,D-挡板,F-翻板,M-隔膜,I-蝶阀,W-微调,Q-充气,Z-锥形 ③ 驱动方式 D-电动式,Q-气动式,C-磁动式,手动省略 辅助型号 ④ 阀门通道形式 S-三通,J-直角 ⑤ 阀门规格 公称直径(mm),带充气的阀后面加大写字母Q ⑥ 特性代号及设计序号 以罗马数字ⅠⅡⅢ表示,一般阀可省略 例如,型号为DDC-J50Q,所表示的是低真空挡板式电磁阀,直角式,公称直径50mm,带充气功能阀门,这种阀多用于机械泵的进气口上,停泵时阀门关闭,切断系统的通道保持系统内的真空,同时给机械泵泵腔内放入大气,防止机械泵返油 3.4 常用线 隔膜阀 适用于真空系统的接通或截止,利用阀杆将弹性体薄膜紧压在阀座上来隔段气路。如采用丁腈橡胶隔膜,适用于前级和预抽管道上及温度为-25℃到80℃的非腐蚀性气体。如采用氟橡胶隔膜,可用于高真空系统,适用温度范围为-30到150℃ 3.4.2 真空球阀 密封机构由两个环状弹性体紧压于一个金属球表面构成。金属球上有一个大穿孔,借助于手柄转动金属球使穿孔改变方向,即可接通或切断气路。金属球轴杆与阀体间的密封采用O形密封圈密封。 3.4.3 真空蝶阀 蝶阀的优点主要是体积小,结构相对比较简单。 3.4.4 插板阀 弹性体密封圈嵌在阀体上,转动手柄可打开或关闭阀门。 关闭时是靠限位块的斜面压紧阀盖,进而压紧密封圈。 3.4.5 挡板阀 通过阀盖的开启和压下来实现管路的接通和截止。 3.4.6 翻板阀 利用压缩空气作为阀门翻转的动力源。 真空挡板阀和翻板阀应用时应注意以下事项: 启动时阀盖上方必须是真空状态 阀盖关闭时,阀盖下面不允许承受大气压 本系列各阀门应垂直使用 使用的压缩空气应过滤 为保证气缸活塞和气缸壁充分润滑,加油器中应有足够的油 3.5.7 电磁阀 采用磁力驱动方式的真空阀门称为真空电磁阀。电磁真空阀的密封机构与挡板阀相同。 3.5.8 针阀 针阀是一种微调阀,其阀塞维针形,主要用作调节气流量。 4.线 真空计的分类 绝对真空计:直接测量气体的压强(如麦氏计、真空压力表)。 优点:结构相对比较简单,造价低,精度高。 缺点:不能连续测量,操作不便。 相对真空计:通过与测量压强有关的物理量来间接测量压强(电阻规、热偶等)。 优点:能连续测量,便于自动记录和自动控制。 缺点:受气体种类和环境影响大,精度不如绝对线 真空炉常用真空计(全部为相对线 弹性变形真空计 原理:弹性元件在压力差作用下产生弹性变形。 测量范围:105-10Pa,低真空测量设备。 特点:规管灵敏度与气体种类无关,对被测系统干扰少,可测量对腐蚀性气体和可凝性蒸气。 4.2.1.1 物理运动式弹性变形真空计(指针式真空表) 弹簧管式真空计又称布尔登线 电容式薄膜真空计 特点:为全压计,所测结果是气体与蒸气的全压强。同时具有测量结构与气体成分无关,测量精度高(一般不大于0.1%~2%),反应速度快(小于2~100ms),温度 小和测量范围宽的特点。测量下限可达10-3~10-2Pa。其稳定性很高,重复性好,目前已被用作标准真空计使用。响应时间快,抗过载能力强,机构牢固,使用起来更便捷,适合对有氧,水蒸气及油蒸汽等气体压力的测量。 热传导真空计 优点:结构相对比较简单,易于制造和操作,规管工作时候的温度和工作电压低,无显著的热放气和热清除现象,热丝在突然暴露在大气时也不易被烧毁,可实现远距离,连续测量。 缺点:测量受外界温度影响大,规格一定得安装在不易受到辐射或对流传热的位置;热丝具有一定的热惯性,压力变化时热丝温度的改变常滞后一些时间,读数也滞后一些时间 4.2.2.1 热偶真空计 原理:热电偶直接测量热丝温度的变化,热电偶产生的热电势就用于表征规管内的压力。 测量范围:国产DL-3型热偶规管的压力范围为102-10-1Pa。 4.2.2.2 电阻真空计 原理:热丝电阻的变化反映气体压力变化的一种热传导线 电离真空计 原理:利用某种手段使进入规管中的部分气体分子发生电离,收集这些离子形成离子流;由于被测气体分子所产生的离子流在很多压力范围内与气体的压力程序出正比关系,则经过测量离子流的大小就可以反映出被测气体的压力值。 测量范围:低于10-1Pa的高真空。 常用有热阴级电离真空计和冷阴极电离真空计。 热阴极电离真空计 测量范围:普通型热阴极电离线Pa 优点:可测量气体及蒸汽的全压力,能实现连续,远距离测量,响应迅速 缺点:读数与气体种类有关,高温灯丝电清除作用,化学清除作用以及规管的放气作用会影响压力下测量的准确度,并可能改变被测系统内的气体成分;高压力下尤其是意外漏气或大量放气时灯丝易烧毁 冷阴极电离真空计(冷规)(磁放电真空计) 测量范围:灵敏度比普通型热阴极真空计高一个数量级 优点:1,消除了高温灯丝产生的化学清除作用,真空计读数不
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