用于硬质合金真空烧结的真空炉规划温度1600℃,容积50L,功率为50kW。发热体选用石墨棒拼装而成,其作业电压低(相电压<20V),作业电流大(相电流>1000A)。为了确保真空炉的作业真空度,削减真空走漏,装置在炉体上的附件如进电极、热电偶导出设备都规划了密封结构,但该密封结构在装置和运用等方面都存在必定问题。

一、进电极密封结构的改善

真空炉的进电极(也叫水冷电极﹑铜电极或进电铜电级)是将电能引入到炉内电热元件(此处是石墨棒)上的导电设备,选用水冷方法,用紫铜制造。它与炉室内石墨发热体相连,经过炉壳(此真空炉炉壳选用圆筒状双层水冷结构)时要确保杰出的真空密封;同时,进电极与炉壳应有杰出的绝缘性能。因而,在进电级与炉壳之间规划有密封结构。

1.原进电极密封结构

进电极与炉壳电极孔之间有两个聚四氟乙烯(或选用电胶木)绝缘套,密封用的О型橡胶圈放在两个绝缘套中间。装置时,坚持进电极与炉壳之间的位置相对固定,逐步拧紧铜电极外部的螺母,О型橡胶密封圈在两个绝缘套的挤压下胀大,终究形成进电极与电极孔之间的完全密封。

这种密封结构看似简单,但装置时一拧紧螺母,进电极就会往外走,且伴有少许旋转,然后带动炉内石墨过渡电极旋转,很难坚持其与炉壳之间的位置相对固定,而进电极位移过大极易损坏炉内的石墨过渡电极与石墨发热体。进电极﹑绝缘套和炉壳电极孔之间空隙很小,没有调整的余地,装置较为困难。在正常的运用过程中,虽然进电极中通有冷却水,炉内也有碳毡用来避免热辐射,伸入炉内的少部分绝缘套在传导热与剩余的辐射热的一起效果下,用不了多久就会变形,О型橡密封胶圈上的挤压力减小,终究密封受到破坏，然后导致真空走漏。

2.改善后的进电极密封结构

紧固用的螺母换成了法兰,O型圈移到炉壳外,法兰1(焊接在炉壳上)为不锈钢资料(避免涡流效应),从绝缘的视点考虑,法兰2应选用聚四氟乙烯资料,其上连有一小截绝缘套伸入炉壳进电极孔内。法兰1与法兰2之间的端面,进电极﹑法兰2与法兰3之间的空隙均用О型圈密封。此结构在紧固时,可确保进电极没有任何位移。较薄的绝缘套使进电极与孔之间的空隙增大,装置时调整余地大,简单实现与石墨过渡电极之间的连接,即便绝缘套变形,也不会造成法兰密封的破坏。经此改善,满意装置和运用的要求,提高了产品质量。

二、热电偶密封结构的改善

热电偶作为测温和控温设备的感温元件,是真空炉加热室重要的测验设备。硬质合金真空烧结炉的作业温度在1400℃以上,同时温度控制的精度要求高,因而炉内温度检测选用了价格昂贵的B分度(铂铑30一铂铑6)热电偶。所以不仅要确保热电偶丝的引出符合真空密封的要求,而且应注意运用方便,降低成本。

1．原热电偶密封结构

真空橡胶密封垫和聚四氟乙烯套上钻有两个小孔,热电偶上的电极丝(ψ0.5nn)从中间穿过,拧紧外面的紧压螺母，橡胶密封垫受到聚四氟乙烯垫的挤压形成密封。此结构不论炉内是否选用维护套管,热电偶丝总是裸露在真空气氛中,高温下受含碳气氛腐蚀,寿数很快降低。实践表明烧结1~2炉产品,热电偶就会断偶,这无论是从热电偶的耗费还是从产品的生产视点来说都是不经济的。

2.改善后的热电偶密封结构

刚玉维护套管(ψ16nm)从炉内一向伸到炉外,套管与炉壳之间使用О型橡胶密封圈密封,热电偶直接置入套管内即可测温。此时刚玉套管将炉内真空与炉外大气阻隔开来,热电偶处于大气环境,长期运用也不至于损坏。此方法的缺点是刚玉套管虽然能耐高温(1800℃以上),长期的热胀冷缩也会使其发生细微裂纹,观察到套管附近发热体有氧化的状况即应及时更换。