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。发热体选用石墨棒组装而成,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,削减真空泄露,设备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,但该密封结构在设备和运用等方面都存在必定问题。
   一、进电极密封结构的改进
   真空炉的进电极(也叫水冷电极﹑铜电极或进电铜电级)是将电能引进到炉内电热元件(此处是石墨棒)上的导电设备,选用水冷办法,用紫铜制造。它与炉室内石墨发热体相连,通过炉壳(此真空炉炉壳选用圆筒状双层水冷结构)时要确保出色的真空密封;一同,进电极与炉壳应有出色的绝缘性能。因此,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
   原有的真空烧结炉进电极密封结构(图1) ,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心。设备时,坚持进电极与炉壳之间的方位相对固定,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揉捏下胀大,最终构成进电极与电极孔之间的完全密封。
   这种密封结构看似简略,但设备时一拧紧螺母,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方位相对固定,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。图1的进电极﹑绝缘套和炉壳电极孔之间空地很小,没有调整的地步,设备较为困难。在正常的运用过程中,虽然进电极中通有冷却水,炉内也有碳毡用来防止热辐射,伸入炉内的少部分绝缘套在传导热与剩下的辐射热的一起作用下,用不了多久就会变形,О型橡密封胶圈上的揉捏力减小,最终密封遭到损坏，然后导致真空泄露。
   2.改进后的进电极密封结构
   改进后的进电极密封结构如图2所示。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)为不锈钢材料(防止涡流效应),从绝缘的角度考虑,法兰2应选用聚四氟乙烯材料,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之间的空地均用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地增大,设备时调整地步大,简略完成与石墨过渡电极之间的衔接,即使绝缘套变形,也不会构成法兰密封的损坏。经此改进,满意设备和运用的要求,提高了产品质量。
   二、热电偶密封结构的改进
   热电偶作为测温文控温设备的感温元件,是真空炉加热室重要的检验设备。硬质合金真空烧结炉的作业温度在1400℃以上,一同温度控制的精度要求高,因此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。所以不只要确保热电偶丝的引出契合真空密封的要求,并且应留心运用方便,下降成本。
   1．原热电偶密封结构
   原有热电偶的密封结构(图3),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)从中心穿过,拧紧外面的紧压螺母，橡胶密封垫遭到聚四氟乙烯垫的揉捏构成密封。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,寿数很快下降。实践标明烧结1~2炉产品,热电偶就会断偶,这无论是从热电偶的消耗仍是从产品的出产角度来说都是不经济的。
   2.改进后的热电偶密封结构
改进后的热电偶密封结构如图4所示,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。此刻刚玉套管将炉内真空与炉外大气隔绝开来,热电偶处于大气环境,长期运用也不至于损坏。此办法的缺陷是刚玉套管虽然本领高温(1800℃以上),长期的热胀冷缩也会使其发生纤细裂纹,观察到套管附近发热体有氧化的情况即应及时更换。