VHDBmo-20/20/30-1400型真空擴散焊爐

（P2MO14）技術方案

一、                      設備基本原理、主要用途及特點

1.                      基本原理

VHDBmo-20/20/30-1400型真空擴散焊爐是在真空（或其它氣氛）條件下將材料內(nèi)原子擴散焊成型的成套設備，主要采用鉬帶電阻加熱，最后成為具有某種顯微結構的致密多晶燒結體。

（設備圖示，以實際出貨產(chǎn)品為準）

2.                      設備用途

該設備將真空/氣氛、熱壓成型、高溫燒結結合在一起，適用于氧化鈮、碳化硅、碳化硼、氮化硼等陶瓷材料等石墨烯碳纖維、高溫合金金屬粉體材料的高溫加壓燒結成形及增密粉末冶金、功能陶瓷等新材料的高溫熱成型，也可用于粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結合以提高其強度。

皓越科技該設備的結構設計合理，設計及制造符合相應的國家及行業(yè)標準和規(guī)范，能夠滿足用戶的使用要求。設備的節(jié)能效果好。使用、操作、維修方便簡捷，造型美觀，安全可靠，售后服務優(yōu)良。配套產(chǎn)品和元器件具有國際水平，能夠適應長期、穩(wěn)定、安全、可靠的生產(chǎn)需求。

3.                      設備特點

1)       采用臥式、側開門結構：裝、卸模具精度高，操作方便；

2)       升溫快：升溫速率10℃/分鐘（≤1600℃）；

3)       溫度均勻性好：平均溫度均勻性為±3℃（5點測溫，恒溫區(qū)1000℃保溫1h后檢測）；

4)       壓力精度高：采用伺服電動缸控制系統(tǒng)，壓力精度為±1‰；

5)       采用單溫區(qū)控制：預留兩個測溫孔，以便高溫監(jiān)測使用；

6)       安全性能好：采用HMI+PLC+PID壓力傳感控制，安全可靠；

7)       密封性能好：動態(tài)壓頭均采用波紋管密封，確保不漏氣。

二、                      設備型號

本設備為臥式周期式真空擴散焊爐，具體型號為VHDBmo-20/20/30-1400（P2MO14），具體代碼含義如下圖所示：

三、                      主要技術參數(shù)

1.       設備形式：      臥式

2.       裝料方式：      側裝料

3.       加熱形式：      鉬帶電阻加熱

4.       加熱功率：      50±10%KW(以實際功率為準)

5.       工件外形（mm）：≤120x120mm（寬x長）

6.       最高溫度：      1400℃（設計溫度）

7.       工作溫度：      1300℃（此溫度為驗收標準）

8.       溫度均勻性        ：   ±3℃（5點測溫，恒溫區(qū)1000℃保溫1h后檢測）

9.       升溫速率：      1～10℃/min

常溫~1300℃，升溫速率為10℃/min；

10.       控溫精度：      ±1℃

11.       極限真空度：    6.7x10-3Pa（空爐、冷態(tài)、經(jīng)凈化）

12.       真空抽速：      從大氣壓力抽至5 Pa≤20min

13.       壓升率：        ≤2Pa/h（空爐、冷態(tài)、經(jīng)凈化）

14.       最大壓力：      5T（數(shù)顯，可調(diào)）（使用伺服電動缸）

15.       加壓方式：      手/自動加壓，單向上加壓（由上往下加壓）

16.       壓頭行程：      100mm

17.       壓頭開放高度：  160mm

18.       上下壓頭平行度：±0.1mm

19.       壓力控制精度：        ≤±1‰FS(FS 是全量程壓力)

20.       位移顯示精度：   0.005mm

21.       壓頭密封：       上壓頭采用波紋管密封

22.       壓頭材質               TZM合金

23.       測溫儀器：       鎢錸型熱電偶

24.       保護氣氛：       氬氣或高純氮氣一路氣氛

25.       氣氛壓力：       ≤0.1MPa·A（絕對壓力，可調(diào)）

26.       設備外形尺寸：   1560mm（W）X1690mm（D）X2000mm（H）（以實際發(fā)貨產(chǎn)品為準）

27.       設備重量：       約1.6t

四、                      結構組成

皓越科技該臥式真空擴散焊爐主要由爐體、爐門、加熱與保溫及測溫系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、氣動裝置、電氣控制系統(tǒng)等組成。

五、                      設備結構特征

1.                      爐體

爐體為雙層殼體臥式結構，內(nèi)外壁均為304不銹鋼，并經(jīng)仔細的拋光，表面光滑，有利于縮短抽氣時間，且便于清潔。雙層殼體之間通水冷卻，確保爐壁溫度低于55℃。爐體及其接管內(nèi)表面拋光后均經(jīng)過嚴格的水壓及氣壓試驗，以確保焊縫質量而不發(fā)生滲漏，真空室經(jīng)過嚴格的真空極限及真空漏率測試。

爐體側部設有真空抽氣口、熱電偶測溫口、進出水口、電極口等。爐體上下壓頭的密封采用可靠的金屬波紋管密封。

附屬品：        

1)       真空接管

2)       電極引入接管

3)       熱電偶引入接管

4)       真空測量及真空指示接管

5)       冷卻水接管

6)       爐腿

2.                      爐門

爐門采用雙層水冷結構，內(nèi)外壁均為304不銹鋼經(jīng)精密拋光處理，內(nèi)外壁之間通水冷卻，爐門側部設有進出水口等。

3.                      加熱保溫系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)采用鉬帶電阻帶加熱體，四周分布保證了最佳的溫度均勻性和工件的均勻受熱，且便于發(fā)熱體的維修及更換。四周的隔熱屏采用鉬屏、不銹鋼屏、不銹鋼支架組成的保溫層，經(jīng)過加工制作成一個整體的隔熱系統(tǒng)，能方便的進行安裝及維護。

加熱電極為專門設計的紫銅水冷電極，水冷電極設計不但保證與爐體的良好密封和絕緣，而且與引入電源連接線的接觸良好，拆卸方便，電極中水冷卻裝置能夠降低導電接頭的溫度，防止燒毀真空密封材料，以致影響爐內(nèi)真空度。新型的電極結構避免了長時間使用發(fā)生銅管腐蝕及焊口腐蝕而漏水的現(xiàn)象。

絕緣件采用優(yōu)質陶瓷結構，電極引出結構為紫銅水冷電極，絕緣結構為氧化鋁陶瓷（能夠避免熱處理過程中材料揮發(fā)造成短路而燒毀電極）。加熱室外框使用不銹鋼板材料，并且焊接多道加強筋以保證長期使用不變形。

4.                      測溫系統(tǒng)

測溫元件采用鎢錸熱電偶配合溫度控制儀進行溫度閉環(huán)控制，測溫元件測量溫度并供給溫度控制器控制信號，從而調(diào)整功率調(diào)控器的輸出，從而控制變壓器的輸出大小，以滿足系統(tǒng)的控溫需求。此外，在保溫屏外側，設有監(jiān)測熱電偶，當系統(tǒng)超溫時，通過控制系統(tǒng)及時切斷加熱電源，確保設備安全。

5.                      加壓系統(tǒng)

加壓系統(tǒng)為伺服電動缸，電動缸單向上加壓，加壓壓力為最大5T（可調(diào)），加壓行程為50mm。

壓機由四立柱及上下橫梁組成，單向上加壓，加壓電動缸固定在橫梁上，爐體支撐在爐架上，并與下橫梁進行固定，橫梁經(jīng)過嚴格機械加工，保證上壓頭的加壓精度。壓頭的密封采用焊接波紋管密封，密封可靠、使用壽命長。壓頭位移由位移傳感器測得，采用光柵尺測距，測量誤差±0.005mm。

上水冷壓頭全部采用特殊水冷結構形式，材料為不銹鋼，具有水冷效果好，反復加壓工作不變形、使用壽命長、移動過程泄漏小等優(yōu)點。

上、下壓頭均采用TZM合金制造，抗壓強度高，不易損壞。

加壓系統(tǒng)由伺服電動缸、加壓位移傳感器等組成，并由電磁閥通過控制系統(tǒng)進行控制?？赏ㄟ^手動調(diào)節(jié)加壓壓力，也可自動調(diào)節(jié)加壓壓力，進而實現(xiàn)穩(wěn)壓、保壓。

6.                      真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由直聯(lián)泵、擴散泵、氣動高真空閥、真空變送器、真空壓力表、真空放氣閥、冷阱、真空管路等組成，并留有充氣接口。為減少爐體振動，真空管道與泵的連接采用金屬波紋管，真空度由真空變送器測量。

真空閥門設掉電保護和安全聯(lián)鎖，如設備突然斷電，真空系統(tǒng)的各系統(tǒng)閥門自動調(diào)整為關閉狀態(tài)，保護真空室。

所有真空管路均采用不銹鋼或碳鋼電鍍制造。管路連接處采用金屬波紋管連接，以隔絕直聯(lián)泵的震動，防止將震動傳遞至真空加熱室系統(tǒng)。

7.                      充氣裝置

充氣系統(tǒng)（不含氣體干燥、氣體過濾）主要由充氣閥、浮子流量計、壓力傳感器、充氣管道等組成，用于工藝所需充氬氣、氮氣的一路氣氛要求，最大充氣壓力≤0.1MPa·A（絕對壓力）。

氣體壓力檢測采用壓力傳感器，和電磁閥配合可自動控制爐內(nèi)壓力在設定范圍內(nèi)，差壓自動補氣，超壓自動放氣；超限壓報警并自動停止加熱及停止進氣，自動打開排氣。

1)       進氣管道采用一路浮子流量計控制；

2)       所有氣路管道均采用SUS304材質；

8.                      水冷系統(tǒng)

系統(tǒng)由集成式進水組件（不銹鋼管）、集成式回水組件（不銹鋼管）、球閥、優(yōu)質橡膠管及接頭等組成。回水方式采用封閉式，在關鍵回路如電極上設置了水溫水流量傳感器，水溫過高或水流量不足時及時報警并停止加熱。

進水主管路上設有電接點壓力表，當水壓不足時提供信號給控制系統(tǒng)，然后由控制系統(tǒng)判斷報警，啟動備用水源系統(tǒng)或切斷電源。設備的備用水裝置由客戶自備，備用水流量≥5m3/h。

水路特點：

1)                      所有水路管道均采用耐高溫、高壓軟管材質，確保不生銹；其他輔助水路管道采用高壓防爆管道。確保水路安全；

2)                      關鍵管路設置有水流量傳感器和水溫傳感器和報警裝置，水流量過低報警，水超溫報警，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。進水路欠水壓與加熱PLC互鎖，水壓低時，報警并停止加熱。

3)                      使用方須做好備用水源及UPS電源。主電路停電可立即切換至UPS電源，給水泵供電，冷卻水源循環(huán)，確保爐體安全。

9.                      氣動系統(tǒng)（需選配空壓機）

由氣動三聯(lián)件（除水器、壓力表、油霧器）、電磁換向閥，管道和產(chǎn)氣量為0.6m3/min的空壓機（可選配）等組成?？蓪鈩訄?zhí)行元件（如氣缸、充氣閥、真空閥門等）提供潔凈的壓縮空氣，確保氣動原件運行穩(wěn)定可靠，管路走向整潔美觀。

10.                      變壓器及連接電纜

采用與之相匹配的變壓器及連接水冷電纜或銅排。

11.                      電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)：全自動 PLC+觸摸屏系統(tǒng)，可以手動、自動切換。

電源控制系統(tǒng)軟件介紹： 有以下特點：

1)       源控制具有手動和自動兩種控制方式，手動和自動都可以在觸摸屏上控制，操作方便、系統(tǒng)穩(wěn)定，具有誤操作提示報警功能。

2)       溫控系統(tǒng)：全自動 PLC+觸摸屏系統(tǒng)，可以手動、自動切換，采用熱電偶和控溫儀表控制電源的輸出從而控制模具的溫度，觸摸電腦自動記錄燒結過程及歷史曲線。配備 PLC 控制器（西門子/歐姆龍），具有 PID 及超溫報警功能，能儲存和輸出記錄，清晰反應爐子工作狀況。

3)       控制系統(tǒng)軟件由我公司自行開發(fā)，人機界面操作系統(tǒng)，畫面友好，操作簡單，響應速度快，可對爐內(nèi)工況進行實時監(jiān)測，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

4)       本設備可自動采集溫度曲線、真空度曲線和燒結時間等曲線，對各個工藝參數(shù)（溫度、真空度）實現(xiàn)動態(tài)顯示，方便用戶根據(jù)歷史曲線分析燒結工藝。

5)       通訊接口豐富，如 RS485、LAN、USB 等，易于和其它設備 組網(wǎng)應用。軟件控制界面形象化，能夠動態(tài)顯示工作流程，方便直觀。

6)       控制系統(tǒng)上設有過流、超溫及斷水等分類報警功能，電器元件采用施耐德、 LG等品牌，產(chǎn)品品質有保證。電控柜按照西門子標準制作，所有的儀表及控制元件集中到一個電控柜內(nèi)。

7)       軟件免費升級。

溫度的控制也可通過數(shù)顯溫度程序控制儀根據(jù)用戶設定的工藝曲線，實行自動控制溫度，并具有PID自整定功能，也可根據(jù)用戶需要手動控制溫度。

六、                      安全保護系統(tǒng)

1.                      電氣聯(lián)鎖保護系統(tǒng)；

2.                      保險絲；

3.                      電熱過電流保護裝置。

七、                      整機要求

1.                      電力需求：     380V，三相五線制，60KVA，50Hz

2.                      起重設備：     ＞2噸

3.                      壓縮空氣氣源：

1)                      耗量：                ~3L/s

2)                      壓力：                ≥0.6Mpa

4.                      水源：

1)                      循環(huán)水量：  ≥6m3/h

2)                      水壓：      0.2~0.3Mpa

3)                      進水水溫：  ≤25℃

4)                      水質：       PH值7.0～8.5，懸浮物固體＜100mg/L，總硬度CaO＜10mg當量/L，溶解性固體＜30mg/L，電導率＜500μS/cm；及總排水管與設備的連接管路和閥門；

八、                      安裝、調(diào)試及驗收

1.                      甲方負責地基、氣源，乙方電控柜的總線輸入端之前的進線電纜。進回水接到乙方冷卻水箱的總進回水口處。在所有準備工作完成后，通知乙方進行安裝、調(diào)試。設備以賣方組織，買方配合的方式在買方現(xiàn)場安裝、調(diào)試并達到買方正常使用的要求；

2.                      驗收工作完成后，由雙方共同簽署設備最終驗收報告。

九、                      培訓

1.                      設備安裝調(diào)試過程中，賣方同時對買方設備使用人員進行必要的操作和維護保養(yǎng)的培訓。經(jīng)培訓，用戶技術人員能夠達到獨立正確操作設備并能判斷故障及簡單維修。

2.                      培訓計劃和內(nèi)容：

十、                      保固期

機器全系統(tǒng)保固壹年（易損件模具、石墨壓頭、石墨加熱體、熱電偶、密封件除外）。長期優(yōu)惠提供備品備件。

十一、                      售后

保固期內(nèi)，若設備發(fā)生故障，我公司在2小時內(nèi)給予回復，并在72小時內(nèi)派員到達現(xiàn)場，組織維修。

十二、                      設備到達現(xiàn)場條件

1.                      提供設備尺寸圖，含包裝尺寸圖；

2.                      提供設備布局圖，含真空機組及電控柜布局圖；

3.                      提供水，電，氣要求及備用水要求。

十三、                      客戶可選配配件

1.                      冷水機HCA-10      1臺

2.                      水路管道及法蘭：   1套

3.                      空壓機HA-1        1臺

4.                      分子泵組/DM或/OD：1臺

真空熱壓燒結爐