真空炉里没有气体分子,对流换热完全消失,热量只能靠辐射传递。这带来三个和常压炉完全不同的行为。
第一,元件散热变差。常压下有气体对流帮忙散热,真空下只能靠辐射,同样功率下元件温度比常压高很多。这就是为什么真空炉的表面负荷只能取常压的 60% 到 70%。
第二,工件升温慢。辐射传热效率和温度的四次方相关,低温段辐射很弱,工件在 600℃ 以下升得很慢。
第三,放气。工件和炉衬在真空下会释放吸附的气体,真空度会先变差再变好。
| 阶段 | 温度 | 要点 |
|---|---|---|
| 抽真空 | 室温 | 先抽到目标真空度 |
| 低温段 | 室温 ~ 600℃ | 慢升,重点是放气 |
| 中温段 | 600 ~ 1000℃ | 可以加快,辐射增强 |
| 高温段 | > 1000℃ | 正常速度,注意元件温度 |
低温段慢升的目的不是保护元件,是让工件和炉衬充分放气。升太快,气体来不及抽走,会在工件表面形成氧化或氮化。
真空炉停炉后不能马上开炉门。热工件遇到空气会氧化,而且高温下空气进入有爆燃风险。要等炉温降到 200℃ 以下,先回充氮气再开。