Cửa lò xát chân không

I. Nguyên tắc cốt lõi: Môi trường chân không + Kiểm soát nhiệt độ chính xác để giải quyết các điểm đau sintering truyền thống

1. Phòng ngừa ôxy hóa / ô nhiễm: Môi trường chân không cô lập oxy, tránh oxy hóa nhiệt độ cao của kim loại (ví dụ: hợp kim titan,Các hợp kim tungsten-molybden) trong khi giảm phản ứng hóa học giữa các tạp chất khí (e.g., H2O, CO2) và vật liệu;
2. Việc khử khí và thanh lọc: Các khí hấp thụ (ví dụ như hydro, nitơ) bên trong vật liệu bay hơi ở nhiệt độ cao và được xả bởi máy bơm chân không, làm giảm độ xốp của vật liệu;
3. Sự dày đặc chính xác: Chuyển đổi nhiệt trong môi trường chân không đồng đều hơn (chủ yếu thông qua chuyển đổi nhiệt bức xạ).Nó đảm bảo sự phát triển đồng đều của các tinh thể vi mô vật liệu và tránh quá nhiều hoặc không hoàn toàn nồng nồng tại chỗ.

II. Cấu trúc cốt lõi: Bao gồm 5 hệ thống, tất cả đều không thể thiếu

III. Phân loại chính: Phân chia theo phương pháp sưởi ấm / kịch bản ứng dụng

1. Được phân loại theo yếu tố sưởi ấm
   • Loại làm nóng bằng graphite: Các yếu tố sưởi ấm là graphite tinh khiết cao, có khả năng chịu nhiệt độ cao (lên đến 2200 °C) và có độ dẫn nhiệt đồng đều.Các hợp kim tungsten-cobalt) và vật liệu graphit;
   • Loại nóng bằng kim loại: Các yếu tố sưởi ấm là dây molybdenum hoặc dây tungsten, với một mức chân không cao hơn (lên đến 10-5Pa). Nó phù hợp với sintering kim loại hoạt động như hợp kim titan và siêu hợp kim;
   • Loại gốm nóng: Các yếu tố sưởi ấm là một thanh SiC hoặc thanh MoSi2, thích hợp cho sintering vật liệu gốm như alumina và silicon nitride để tránh ô nhiễm kim loại.
2. Được phân loại theo kịch bản ứng dụng
   • Cốc nướng đặc biệt cho cacbít xi măng: Được sử dụng để ngâm carbide xi măng (ví dụ, hợp kim WC-Co) cho các công cụ và khuôn cắt, và cần được kết hợp với quy trình "lột sáp" (để loại bỏ chất tạo thành trong vật liệu);
   • lò đặc biệt cho chất bán dẫn: Được sử dụng để ngưng tụ các tấm silicon và tấm silicon carbide (SiC), đòi hỏi mức chân không cực cao (10-6Pa) và độ sạch để tránh các tạp chất ảnh hưởng đến hiệu suất bán dẫn;
   • lò đặc biệt cho luyện kim bột: Được sử dụng để ngâm bột kim loại như bột sắt và bột đồng, và có thể nhận ra tích hợp "ngâm bột + ép nóng" (cải thiện mật độ hơn nữa thông qua áp dụng áp lực).

IV. Các lĩnh vực ứng dụng chính: "Đá góc vô hình" của sản xuất cao cấp

• Hàng không vũ trụ: Chuẩn bị lưỡi máy bằng hợp kim titan và buồng đốt siêu hợp kim (cần chịu được nhiệt độ cao trên 1000 °C mà không có khiếm khuyết oxy hóa);
• Các chất bán dẫn: "Việc kết hợp sinter" của các thiết bị điện SiC (sinter chip và nền với hàn kim loại để cải thiện hiệu quả phân tán nhiệt);
• Năng lượng mới: Sintering các vật liệu cathode (ví dụ như điện giải sulfure) cho pin trạng thái rắn (môi trường chân không ngăn không cho các chất điện giải phản ứng với không khí);
• Carbide xi măng: Sintering của hợp kim WC-Co cho công cụ cắt và khoan khai thác mỏ (cải khí chân không có thể làm giảm nguy cơ vỡ công cụ);
• Thiết bị y tế: Sintering của các khớp nhân tạo (lian titan / vật liệu gốm) (yêu cầu mật độ cực kỳ cao để ngăn ngừa xâm nhập chất lỏng cơ thể và ăn mòn).

V. Chăm sóc lựa chọn và sử dụng

1. Các chỉ số chính cho việc lựa chọn
   • Nhiệt độ tối đa: Được lựa chọn dựa trên nhiệt độ ngâm của vật liệu (ví dụ, trên 1600 °C cho gốm sứ, 800 ~ 1200 °C cho bột kim loại);
   • Mức chân không: 10-4Pa hoặc cao hơn cho kim loại hoạt động (ví dụ, titan), và 10-2Pa là đủ cho bột kim loại thông thường;
   • Kích thước phòng lò: Khớp với khối lượng sản xuất (cám lò thí nghiệm nhỏ < 50L, phòng lò công nghiệp lớn lên đến 500L hoặc nhiều hơn);
   • Độ chính xác điều khiển nhiệt độ: ± 0,5 °C cho các ứng dụng cao cấp (ví dụ: bán dẫn) và ± 1 °C cho luyện kim bột thông thường.
2. Các biện pháp phòng ngừa quan trọng
   • Kiểm tra mức chân không: Kiểm tra độ kín không khí của thân lò (ví dụ, sử dụng máy dò rò rỉ theo quang phổ khối helium) trước mỗi lần khởi động để tránh oxy hóa vật liệu do rò rỉ không khí;
   • Bảo trì các yếu tố sưởi ấm: Các yếu tố sưởi graphite nên được ngăn chặn tiếp xúc với oxy (dễ bị oxy hóa và đốt cháy ở nhiệt độ cao),và các yếu tố sưởi ấm kim loại nên được bảo vệ khỏi "vật liệu phun" (vật liệu nóng chảy dính vào các yếu tố gây mạch ngắn);
   • Bảo vệ làm mát: Sau khi ngâm, chờ cho đến khi nhiệt độ lò giảm xuống dưới 200 °C trước khi phá vỡ chân không (đưa vào không khí) để tránh oxy hóa ngay lập tức của vật liệu nhiệt độ cao khi tiếp xúc với không khí.

VI. Xu hướng công nghiệp: Thông tin tình báo và mở rộng

1. Thông tin tình báo: giới thiệu các thuật toán kiểm soát nhiệt độ AI để tự động tối ưu hóa đường cong ngâm (ví dụ: điều chỉnh tốc độ sưởi ấm theo lô vật liệu);tích hợp Internet of Things để theo dõi áp suất lò và nhiệt độ trong thời gian thực, cho phép điều khiển và bảo trì từ xa;
2. Mở rộng và hội nhập: Phát triển thiết bị quy mô lớn với kích thước phòng lò lớn hơn 1m cho vòng bi điện gió và các thành phần hàng không vũ trụ lớn; trong khi đó,tích hợp toàn bộ quy trình "dừng sáp - ngâm - ép nóng - làm mát" để giảm ô nhiễm do chuyển vật liệu giữa các quy trình.