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[摘 要]简述真空电炉的发展现状，四室连续真空时效炉替换传统单室时效炉的优越性，详细介绍四室连续真空时效炉的主体结构。
[关键词]真空炉 时效处理 连续
The successful application of four continuous vacuum aging furnace
Bu HuailiXinYan Zhu Donghui
（Shenyang Heng Jin Vacuum Technology Co.， Ltd. ，Shenyang Liaoning 110171 ，China）
[Abstract]Sketch the development of vacuum resistance furnace， the superiority of the four continuous vacuum furnace to replace the traditional single chamber furnace， the main structure are introduced in detail four continuous vacuum aging furnace
[Key words]Vacuum furnace； Aging treatment ； continuity
中图分类号：TU362 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0186-01
1.真空电炉的发展历史及现状
真空电炉是从上世纪50年代发展起来的，第一台真空热处理炉是在1958年美国伊普森公司制造出来的，主要用于工具钢和高速钢工件的真空热处理；
我国在真空电炉研制方面发展速度很快，1973年我国制造出第一台真空热处理炉用于工业生产，解决合金钢零件的淬火处理问题。我国初期在真空电炉生产方面同国外发达国家比较还存在一些差距，主要是电炉的质量差，具体表现在电炉的配套系统元件质量差，近些年来，我国工业迅速发展，大量国外元件的引入使用，我国的真空电炉质量与自动化程度大大提高，发展速度很快，已经具备设备出口能力。
目前我国使用的真空炉基本上都是单室或双室间歇式真空炉，其缺点是效率低、能耗大、产量小、不适合大批量生产。为了能够满足产量的需求，相关生产企业只得采购多台此类设备，造成场地紧缺，人力及土地资源浪费。为了克服间歇式真空炉存在的上述缺点，国外已经研发生产出连续式真空炉，大大提高了生產效率，但是国外进口的设备往往价格昂贵，且购买周期较长，维护成本较高。所以国内真空炉行业对连续式真空炉极为重视，投入较大的人力和物力进行研制。
2.连续真空炉优势性
我公司技术设计部门在多年研制单室真空炉的基础上，针对连续式真空炉的关键性技术进行攻关，采用新型生产工艺，成功地研制出四室连续式真空时效炉，主要用在强磁材料钕铁硼的真空时效处理。该产品操作简便，运行可靠，整体技术性能已达到发达国家同类产品同期水平，成本相对较低，是对传统单室间歇式真空炉进行升级换代的理想设备。
四室连续真空时效炉的主要技术指标：
1.有效加热区尺寸：1100（长）×600（宽）×350（高）mm
2.准备室：无加热，仅抽真空，真空度≤5×10-1pa，
3.工作室（2个）：温度400℃～600℃，真空度≤5×10-1pa，温差≤±5℃
4.冷却室：真空度≤5×10-1pa，冷却风机37kw，充气压力0.1Mpa
5.压升率：≤0.5Pa/h
6.装料量：500kg
单室真空炉一个工作周期分为装料、抽真空、加热升温、保温、降温冷却、放大气、工件出炉等工序，均在同一个工作室内完成，周期很长，通常需要15～16个小时。
四室连续真空时效炉的工作原理是将上述工序进行合理的分解，由几个室分别独立完成。由外部进料车完成装料，通过辊轮送入准备室进行抽真空，大约需要1小时；由工作室1真空加热升温、保温进行一次时效处理，大约需要2小时；再由工作室2继续进行真空加热升温、保温进行二次时效处理，大约需要2小时；由冷却室进行降温冷却，大约需要1小时；再由出料车工件出炉。这样整台设备的工作效率可以提高至2小时完成一炉成品，同时工作室的温度可以一直保持，不需要像单室炉那样温度升上来再降下去，既大大提高工作效率，又避免了能源的浪费。
3.四室连续真空时效炉结构
四室连续真空时效炉主要由准备室、预热室，加热时效室，冷却室，插板阀，传动机构，外部送取料车和控制部分等构成。
3.1 准备室
准备室功能是进料、抽空，在进预热室之前对工件进行抽空，准备室是一个密闭的真空室。此室具有一套抽空系统，与预热室之间通过一个提拉式插板阀相连。准备室有四个物料感应开关，用来感应物料位置状况，方便进出工件。
3.2 预热室
预热室内部装有加热构件，由框架，硬质炭毡隔热保温屏、镍铬带加热器等构成，加热器分为四区，即前区、中区、后区和底区，保证了工作区的均温性。
预热室内在工作区的下面有传动机构，实现对工件的传输。预热室有四套物料检测机构，用来检测物料。传动机构由一个低速电机同时带动加热室内的传动机构及预热室与加热室之间的插板阀内的传动机构。
真空系统为ZJP-600罗茨真空泵，H-150滑阀式机械泵。
3.3 加热室
此室的传动及加热结构同3.2预热室，只是在传动时，只有一台低速电机带动此室的传动机构，加热室与冷却室同样是通过插板阀密封及隔热。
3.4 冷却室
冷却室内顶部装有铜制做高效的热交换器和高压离心式风机，由37kW电机离心叶轮，强制气体循环。侧面装有循环导向风道，提高冷却均匀性和气流效率。 3.5 插板阀
四个炉室之间装有三台插板阀，以隔断各室之间的真空和热量。插扳阀为复合式阀门，既能真空密封，也能隔热。阀门用气缸提升开启。
3.6 传动机构
每个室的内部都配有辊轴，辊轴之间的间隙因所处室的用途不同及所处温度的不同而异，准备室的辊轴为45#钢，预热室和加热室内部去的辊轴为耐热钢，冷却室内部的辊轴材质为不锈钢304。
传动部分由低速电机、链轮、扭矩限制器、辊子等构成，由外部的低速电机通过链条将动力传输至内部。
3.7 外部送料车
進出料车由框架及传动机构组成，传动部分由低速电机、链轮、链条、辊子等构成。低速电机通过链条将动力传输给辊子，在每个传动辊之间通过链条连接，实现同步传动。进出料车在前端和后端放置有一对光电探头，用来检测工件位置，控制传送系统动作。
3.8 控制部分
采用PLC可编程控制器+触摸屏方式。本设备逻辑控制部分以PLC可编程控制器和触摸屏为中心，配以接触器、继电器、空气开关、指示灯等组成。全部工况动作均采用安全连锁保护，并可实现自动和手动切换操作。本设备的所有操作均可在触摸屏上完成，包括各种泵、阀门、电机的开关动作及运行状态显示，控制参数的设定及修改，设备的模拟画面。
4.结语
多室连续真空时效炉是我公司在总结多年研制单室真空炉成功经验的基础上，综合运用真空理论、机械传动、高温加热与隔热、气动与液压、可编程自动化控制等多项工程技术，精心研制的适用于钕铁硼磁材料时效处理用途理想设备，目前已经在用户工厂内成功运行一年，大大提高工作效率，为同行业的广大用户提高产品质量和工作效率提供有力的技术支持和可靠的装备保障。
参考文献
[1] 张继玉.真空电炉.沈阳：东北大学，1998.
[2] 达道安.真空设计手册[M].北京：国防工业出版社，1991.
[3] 罗阳.稀土永磁产业的发展及真空技术的应用[J].真空，1991（4）：1212.
[4] 阎承沛.真空热处理工艺与设备设计[M].北京：机械工业出版社，2003.
作者简介
步怀立、出生年月1983年4月，男，河北省衡水市，学历本科，职称助理工程师，从事真空热电炉设计工作。
[关键词]真空炉 时效处理 连续
The successful application of four continuous vacuum aging furnace
Bu HuailiXinYan Zhu Donghui
（Shenyang Heng Jin Vacuum Technology Co.， Ltd. ，Shenyang Liaoning 110171 ，China）
[Abstract]Sketch the development of vacuum resistance furnace， the superiority of the four continuous vacuum furnace to replace the traditional single chamber furnace， the main structure are introduced in detail four continuous vacuum aging furnace
[Key words]Vacuum furnace； Aging treatment ； continuity
中图分类号：TU362 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0186-01
1.真空电炉的发展历史及现状
真空电炉是从上世纪50年代发展起来的，第一台真空热处理炉是在1958年美国伊普森公司制造出来的，主要用于工具钢和高速钢工件的真空热处理；
我国在真空电炉研制方面发展速度很快，1973年我国制造出第一台真空热处理炉用于工业生产，解决合金钢零件的淬火处理问题。我国初期在真空电炉生产方面同国外发达国家比较还存在一些差距，主要是电炉的质量差，具体表现在电炉的配套系统元件质量差，近些年来，我国工业迅速发展，大量国外元件的引入使用，我国的真空电炉质量与自动化程度大大提高，发展速度很快，已经具备设备出口能力。
目前我国使用的真空炉基本上都是单室或双室间歇式真空炉，其缺点是效率低、能耗大、产量小、不适合大批量生产。为了能够满足产量的需求，相关生产企业只得采购多台此类设备，造成场地紧缺，人力及土地资源浪费。为了克服间歇式真空炉存在的上述缺点，国外已经研发生产出连续式真空炉，大大提高了生產效率，但是国外进口的设备往往价格昂贵，且购买周期较长，维护成本较高。所以国内真空炉行业对连续式真空炉极为重视，投入较大的人力和物力进行研制。
2.连续真空炉优势性
我公司技术设计部门在多年研制单室真空炉的基础上，针对连续式真空炉的关键性技术进行攻关，采用新型生产工艺，成功地研制出四室连续式真空时效炉，主要用在强磁材料钕铁硼的真空时效处理。该产品操作简便，运行可靠，整体技术性能已达到发达国家同类产品同期水平，成本相对较低，是对传统单室间歇式真空炉进行升级换代的理想设备。
四室连续真空时效炉的主要技术指标：
1.有效加热区尺寸：1100（长）×600（宽）×350（高）mm
2.准备室：无加热，仅抽真空，真空度≤5×10-1pa，
3.工作室（2个）：温度400℃～600℃，真空度≤5×10-1pa，温差≤±5℃
4.冷却室：真空度≤5×10-1pa，冷却风机37kw，充气压力0.1Mpa
5.压升率：≤0.5Pa/h
6.装料量：500kg
单室真空炉一个工作周期分为装料、抽真空、加热升温、保温、降温冷却、放大气、工件出炉等工序，均在同一个工作室内完成，周期很长，通常需要15～16个小时。
四室连续真空时效炉的工作原理是将上述工序进行合理的分解，由几个室分别独立完成。由外部进料车完成装料，通过辊轮送入准备室进行抽真空，大约需要1小时；由工作室1真空加热升温、保温进行一次时效处理，大约需要2小时；再由工作室2继续进行真空加热升温、保温进行二次时效处理，大约需要2小时；由冷却室进行降温冷却，大约需要1小时；再由出料车工件出炉。这样整台设备的工作效率可以提高至2小时完成一炉成品，同时工作室的温度可以一直保持，不需要像单室炉那样温度升上来再降下去，既大大提高工作效率，又避免了能源的浪费。
3.四室连续真空时效炉结构
四室连续真空时效炉主要由准备室、预热室，加热时效室，冷却室，插板阀，传动机构，外部送取料车和控制部分等构成。
3.1 准备室
准备室功能是进料、抽空，在进预热室之前对工件进行抽空，准备室是一个密闭的真空室。此室具有一套抽空系统，与预热室之间通过一个提拉式插板阀相连。准备室有四个物料感应开关，用来感应物料位置状况，方便进出工件。
3.2 预热室
预热室内部装有加热构件，由框架，硬质炭毡隔热保温屏、镍铬带加热器等构成，加热器分为四区，即前区、中区、后区和底区，保证了工作区的均温性。
预热室内在工作区的下面有传动机构，实现对工件的传输。预热室有四套物料检测机构，用来检测物料。传动机构由一个低速电机同时带动加热室内的传动机构及预热室与加热室之间的插板阀内的传动机构。
真空系统为ZJP-600罗茨真空泵，H-150滑阀式机械泵。
3.3 加热室
此室的传动及加热结构同3.2预热室，只是在传动时，只有一台低速电机带动此室的传动机构，加热室与冷却室同样是通过插板阀密封及隔热。
3.4 冷却室
冷却室内顶部装有铜制做高效的热交换器和高压离心式风机，由37kW电机离心叶轮，强制气体循环。侧面装有循环导向风道，提高冷却均匀性和气流效率。 3.5 插板阀
四个炉室之间装有三台插板阀，以隔断各室之间的真空和热量。插扳阀为复合式阀门，既能真空密封，也能隔热。阀门用气缸提升开启。
3.6 传动机构
每个室的内部都配有辊轴，辊轴之间的间隙因所处室的用途不同及所处温度的不同而异，准备室的辊轴为45#钢，预热室和加热室内部去的辊轴为耐热钢，冷却室内部的辊轴材质为不锈钢304。
传动部分由低速电机、链轮、扭矩限制器、辊子等构成，由外部的低速电机通过链条将动力传输至内部。
3.7 外部送料车
進出料车由框架及传动机构组成，传动部分由低速电机、链轮、链条、辊子等构成。低速电机通过链条将动力传输给辊子，在每个传动辊之间通过链条连接，实现同步传动。进出料车在前端和后端放置有一对光电探头，用来检测工件位置，控制传送系统动作。
3.8 控制部分
采用PLC可编程控制器+触摸屏方式。本设备逻辑控制部分以PLC可编程控制器和触摸屏为中心，配以接触器、继电器、空气开关、指示灯等组成。全部工况动作均采用安全连锁保护，并可实现自动和手动切换操作。本设备的所有操作均可在触摸屏上完成，包括各种泵、阀门、电机的开关动作及运行状态显示，控制参数的设定及修改，设备的模拟画面。
4.结语
多室连续真空时效炉是我公司在总结多年研制单室真空炉成功经验的基础上，综合运用真空理论、机械传动、高温加热与隔热、气动与液压、可编程自动化控制等多项工程技术，精心研制的适用于钕铁硼磁材料时效处理用途理想设备，目前已经在用户工厂内成功运行一年，大大提高工作效率，为同行业的广大用户提高产品质量和工作效率提供有力的技术支持和可靠的装备保障。
参考文献
[1] 张继玉.真空电炉.沈阳：东北大学，1998.
[2] 达道安.真空设计手册[M].北京：国防工业出版社，1991.
[3] 罗阳.稀土永磁产业的发展及真空技术的应用[J].真空，1991（4）：1212.
[4] 阎承沛.真空热处理工艺与设备设计[M].北京：机械工业出版社，2003.
作者简介
步怀立、出生年月1983年4月，男，河北省衡水市，学历本科，职称助理工程师，从事真空热电炉设计工作。