用于真空熱處理爐的石墨電熱元件功能剖析
經(jīng)過(guò)理論剖析和ANSYS仿真對(duì)常用電熱元件資料進(jìn)行剖析，從而取得真空熱處理爐電熱元件的熱膨脹、熱電阻、輻射能力等方面的功能，剖析比較石墨作為電熱元件的優(yōu)缺點(diǎn)．為設(shè)計(jì)真空熱處理爐是否選用石墨作為電熱元件資料提供理論根據(jù)。
隨著真空熱處理爐制造水平的提升,真空熱處理逐漸顯現(xiàn)出了不行比擬的優(yōu)越性,真空熱處理憑借自身的脫氣、脫脂、無(wú)氧化以及自動(dòng)化等一系列長(zhǎng)處取得了人們的喜愛(ài)?？墒钦婵諢崽幚頎t的電熱元件還存在許多問(wèn)題,例如高溫變形、斷裂、蒸發(fā)等,這些成為約束真空爐發(fā)展的障礙。為了解決這些問(wèn)題,石墨以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)鋒芒畢露。目前,用石墨制作的電熱元件幾乎在所有類(lèi)型的真空熱處理爐中都有應(yīng)用。
本文將應(yīng)用理論剖析和仿真剖析相結(jié)合的辦法科學(xué)的評(píng)價(jià)石墨作為電熱元件的優(yōu)缺點(diǎn),為真空電熱元件的設(shè)計(jì)提供根據(jù)。1電熱元件功能因素剖析真空熱處理和一般電熱處理不同,它是經(jīng)過(guò)輻射進(jìn)行傳熱,在真空環(huán)境下電熱元件所表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象和一般電熱爐也不一樣,這就對(duì)真空電熱元件提出了更高的要求。真空電熱元件資料的功能要求可總結(jié)如下:(1)較高的電阻率,真空熱處理爐一旦安裝好,電熱元件的端電壓一般不變,高電阻率能取得安穩(wěn)的功率和升溫速度;(2)較小的電阻溫度系數(shù),真空熱處理爐是一種自動(dòng)可控的設(shè)備,較小的電阻溫度系數(shù)能下降設(shè)計(jì)難度,節(jié)省成本;(3)為了延伸電熱元件的運(yùn)用壽命,削減修理和替換次數(shù),下降成本,要求電熱元件具備較小的熱膨脹系數(shù);(4)較好的機(jī)械加工功能和高溫機(jī)械強(qiáng)度；(5)高溫下保證電熱元件不與爐內(nèi)維護(hù)氣氛、爐襯和支撐件等產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。
經(jīng)過(guò)理論剖析和ANSYS的仿真剖析，詳細(xì)真實(shí)地反映出了常用電熱元件資料的各種功能，并且經(jīng)過(guò)辨證的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行了比較，比較后發(fā)現(xiàn)，石墨確實(shí)具有其他電熱元件不能比擬的優(yōu)勢(shì)，安穩(wěn)的電阻率、較低的電阻溫度系數(shù)、較小的熱膨脹系數(shù)以及較大的黑度等長(zhǎng)處都使得它成為了電熱元件資料的極好挑選，可是因?yàn)槭诔叵掠捕容^低，因而常溫時(shí)石墨電熱元件簡(jiǎn)單斷裂損壞，在不易替換電熱元件的加熱爐中不宜運(yùn)用。另外，石墨在真空環(huán)境下易蒸發(fā)形成碳環(huán)境，因而某些資料不能在這樣的真空爐中加工處理，同時(shí)要特別注意在選用支撐件和連接件時(shí)，要防止其與石墨反應(yīng)。
