По сравнению с обычными печьими печи, каковы преимущества и недостатки вакуумных печьвающих печей?

Паккуумные горячие печи и обычные спекания (такие как атмосфера атмосферы, ящик для ящиков и т. Д.) Их преимущества и недостатки можно сравнить и проанализировать из таких измерений, как пропускная способность процесса, производительность материала, эффективность затрат и объем применения.

I. Преимущества вакуумной печь горячей печи

По сравнению с обычными спекающими печи, ядро преимущество вакуумного горячего нажатия, связанных с горячими нажатиями, связано с двойными эффектами 'вакуумной среды ' и 'Координация давления ':

Плотность и производительность материала значительно увеличились

1. Обычные спеченные печи только частицы порошка связывания за счет высоких температур, которые могут легко привести к образованию пор из -за остаточных газов, а их плотность обычно относительно низкая (например, плотность керамики часто составляет менее 90%). Панная печь горячей прессы может увеличить плотность материалов до более чем 95% (даже близко к теоретической плотности) за счет уплотнения, вызванного давлением, значительно улучшая механические свойства (такие как прочность, твердость и стойкость к износу) и функциональные характеристики (такие как электрическая проводимость и пропускание света).

Например, прочность на изгиб кремниевой нитридной керамики в общей спекающей печи составляет приблизительно 600 МПа, и она может достигать более 1200 МПа после горячего прессования вакуумного пресса.

2. Эффективно избегать загрязнения материала и окисления

1. Обычные спекающие печи в основном работают в атмосфере воздуха или инертного газа, которая может легко привести к окислению легко окисленных материалов (таких как титан, ниобиум и керамика) при высоких температурах (например, металлы генерируют примеси оксида, а керамика образует стеклянные фазы). Высокая вакуумная среда (от 10 эй до 10⁻⁵ PA) может изолировать активные газы, такие как кислород и азот, уменьшать введение примесей и особенно подходит для приготовления материалов с высокой чистотой чистотой (например, монокристаллической керамики и рефрактерных металлов).

3. снизить температуру и время спекания

1. Обычные спекания должны способствовать уплотнению за счет повышения температуры (обычно на 10-30% выше, чем теоретическая температура спекания) или продление времени, что может легко привести к грубым зернам (влияет на производительность). В вакуумной печи с горячим давлением давление может способствовать диффузии частиц и пластикового потока, снижая температуру спекания на 100-300 градусов по Цельсию, сокращая время более чем на 50%и ингибируя чрезмерный рост зерна (например, в приготовлении наноцерамики).

4. Диапазон применимых материалов шире

Обычные спекающие печи трудно обрабатывать материалы, которые склонны к окислению, улетущению или должны быть выделены из газов (например, интерметаллические соединения и редкоземельная керамика). Вакуумная печь горячей прессы может обрабатывать:

Рефрактерные металлы (вольфрам, молибден, танталум) и их сплавы;

2. Активный металл (титановый, цирконий) композиты на основе;

3. Материалы, содержащие компоненты с низкой точкой, чтобы избежать потерь улетучивания компонентов).

2. Он может достичь композитных и соединительных процессов

Обычные спекающие печи могут завершить только один тип спекания. Пактуумная печь горячей прессы может одновременно достигать горячего прессования, диффузионного сварки и разнородного материала (например, металлического керамического соединения и многослойного составного материала), расширяя гибкость приготовления материала.

II Недостатки вакуумных спекающих печей с горячим прессом

1. Стоимость оборудования высока, а обслуживание сложно

Печа с горячим прессом в вакууме должна быть оснащена вакуумной системой (вакуумным насосом, клапаном), устройством давления (гидравлический/механический механизм давления) и точные компоненты контроля температуры. Первоначальные инвестиции в 5-10 раз больше, чем в общей спекающей печи.

2. вакуумные уплотнения (такие как уплотнительные кольца) и нагревательные элементы (графит, молибден) подвержены износу, а стоимость замены высока. Более того, вакуумная система должна поддерживаться регулярно, а рабочая сложность выше, чем у обычных печей.

2. Низкая эффективность производства и ограниченная партийная производство

1. Обычные спекающие печи могут загружать большое количество образцов одновременно (например, многослойные полки в печи коробки), и нет необходимости в сложных шагах вакуумного насоса и контроля давления, с коротким периодом расхода на единицу.

2. вакуумные печи с горячим прессом, из-за необходимости вакуума и пошаговой давления, имеют длинный цикл отдельной печи (обычно от 2 до 10 часов) и ограничены устройствами давления (например, размер головки прессы), с небольшой односпособной пропускной способностью. Они более подходят для производства или исследований и разработок с небольшим партией, но их трудно соответствовать требованиям крупномасштабной индустриализации.

3. Форма и размер образца ограничены

1. Общая спекающая печь не имеет особых требований для формы образца (блокировки, порошок и сложные структурные детали являются приемлемыми).

2. Из-за необходимости применять давление в вакуумных печи с горячим давлением, образцы обычно имеют простые формы (такие как диски, стержни и пластины), а их размеры ограничены камерой печи и головкой прессы (большие и сложные детали трудно обработать). Вторичная обработка может потребоваться впоследствии.

4. Высокое потребление энергии

Помимо потребления энергии нагрева, вакуумная система (вакуумный насос) и устройство давления (гидравлический насос) требуют непрерывного потребления энергии, а общее потребление энергии на 30-50% выше, чем у общей спекающей печи.

Iii. Резюме: Сравнение применимых сценариев

Пекарчащая печь в вакууме, обычная спекающая печь

Основные преимущества: высокая плотность, низкая загрязнение, отличная производительность материала, низкая стоимость, высокая эффективность, простая работа и большой размер партии

Применимые материалы: легко окисленные материалы, высокопроизводительная керамика, рефрактерные металлы и другие антиоксидические материалы (такие как общая керамика, некоторые металлы)

Типичные применения: высококачественные детали (керамические режущие инструменты, авиационные компоненты), общие детали исследований и разработок (архитектурная керамика, общие детали металлургии порошка)

Высокий экономический вклад и высокая стоимость, подходящие для продуктов с высокой стоимостью; низкая стоимость, подходит для массовых рыночных продуктов с низкой стоимостью.

В заключение, вакуумная печь горячего нажатия представляет собой «точный инструмент » для подготовки высокопроизводительных и высокочистых материалов, но она ограничена затратами и эффективностью. Общая спекающая печь представляет собой «эффективное устройство » для производства популярных материалов. Они дополняют друг друга и соответственно подходят для различных сценариев применения.