VHPco-20/20-2000型真空感应热压炉

VHPco-20/20-2000型真空感应热压炉

（P2CO20）技术方案

一、设备基本原理、主要用途及特点

1.基本原理

VHPco-20/20-2000型真空感应热压炉是在真空（或其它气氛）条件下将材料热压成型的成套设备，主要采用感应加热，由油缸驱动的压头上下加压。在高温下，物料生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙（气孔）和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩， 密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，从而将物料压制成形。

（设备图示，仅供参考，以实际出货为准）

2.设备用途

该设备将真空/气氛、热压成型、高温烧结结合在一起，适用于氧化铌、碳化硅、碳化硼、氮化硼等陶瓷材料等石墨烯碳纤维、高温合金金属粉体材料的高温加压烧结成形及增密粉末冶金、功能陶瓷等新材料的高温热成型，也可用于粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。

该设备的结构设计合理，设计及制造符合相应的国家及行业标准和规范，能够满足用户的使用要求。设备的节能效果好。使用、操作、维修方便简捷，造型美观，安全可靠，售后服务优良。配套产品和元器件具有国际水平，能够适应长期、稳定、安全、可靠的生产需求。

3. 设备特点

1) 采用卧式、侧开门结构：装、卸模具精度高，操作方便；

2) 升温快：升温速率100℃/分钟（≤1600℃），降温1~10℃/分钟；

3) 温度均匀性好：平均温度均匀性为±5℃（5点测温，恒温区1000℃保温1h后检测）；

4) 压力精度高：采用伺服压力控制系统，压力精度为±3‰；

5) 压机平行度好：上下压头平行度±0.1mm；

6) 压头同轴度优：上下压头同轴度±1.0mm；

7) 采用热电偶控制：控制精度±2℃

8) 采用单温区控制：预留测温孔，以便高温监测使用；

9) 安全性能好：采用HMI+PLC+PID压力传感控制，安全可靠；

10) 密封性能好：动态压头均采用波纹管密封，确保不漏气。

二、设备型号

江南体育平台官网下载 的设备为卧式周期式真空感应热压炉，具体型号为VHPco-20/20-2000（P2CO20），具体代码含义如下图所示：

三、主要技术参数

1. 设备形式： 卧式

2. 装料方式： 侧装料

3. 加热形式： 感应线圈加热

4. 加热功率： 50KW(以实际功率为准)

5. 模套外径（mm）：Φ160x160mm（直径x高）

6. 样品外径（mm）：Φ50mm（直径，最大物料区域φ80mm）

7. 最高温度： 2000℃（设计温度）

8. 工作温度： 1900℃（此温度为验收标准）

9. 温度均匀性 ： ±5℃（5点测温，恒温区1000℃保温1h后检测）

10. 升温速率： 升温速率100℃/分钟（≤1600℃）

从1900°到300°时间为4小时。

11. 控温精度： ±2℃

12. 极限真空度： 6.7x10-3Pa（空炉、冷态、经净化）

13. 真空抽速： 从大气压力抽至5 Pa≤25min

14. 压升率： ≤2Pa/h（空炉、冷态、经净化）

15. 最大压力： 20T（数显，可调）

16. 加压方式： 手/自动加压，单向下加压（由下往上加压）

17. 压力控制： 伺服液压站

18. 压头行程： 100mm

19. 压头开放高度： 160mm

20. 上下压头平行度：±0.1mm

21. 压力控制精度： ≤±3‰FS(FS 是全量程压力)

22. 位移显示精度： 0.005mm

23. 压头密封： 下压头采用波纹管密封

24. 压头材质 等静压石墨

25. 测温仪器： 钨铼型热电偶

26. 保护气氛： 氩气或高纯氮气一路气氛

27. 气氛压力： ≤0.1MPa·A（绝对压力，可调）

28. 水质要求： PH值7.0～8.5，悬浮物固体＜100mg/L，总硬度CaO＜10mg当量/L，溶解性固体＜30mg/L，电导率＜500μS/cm

29. 设备外形尺寸： 约1700mm（W）X2500mm（D）X2400mm（H）（以实际发货产品为准）

30. 设备重量： 约1.9t

四、结构组成

江南体育平台官网下载 的卧式真空感应炉主要由炉体、炉门、加热与保温及测温系统、测温系统、加压系统、真空系统、水冷系统、气动装置、感应电源、电气控制系统等组成。

五、设备结构特征

1.炉体

炉体为双层壳体卧式结构，内外壁均为304不锈钢，并经仔细的抛光，表面光滑，有利于缩短抽气时间，且便于清洁。双层壳体之间通水冷却，确保炉壁温度低于55℃。炉体及其接管内表面抛光后均经过严格的水压及气压试验，以确保焊缝质量而不发生渗漏，真空室经过严格的真空极限及真空漏率测试。

炉体侧部设有真空抽气口、热电偶测温口、进出水口、电极口等。炉体上下压头的密封采用可靠的金属波纹管密封。

附属品：

1) 真空接管

2) 电极引入接管

3) 热电偶引入接管

4) 真空测量及真空指示接管

5) 冷却水接管

6) 炉腿

2.炉门

炉门采用双层水冷结构，内外壁均为304不锈钢经精密抛光处理，内外壁之间通水冷却，炉门侧部设有进出水口等。

3.加热保温系统

加热保温系统由感应线圈，石墨桶发热体、保温层、电极、水冷铜排、感应电源组成。

发热体：采用感应线圈石墨桶作发热体，360°加热，具有发热面积大，受热面均匀，使用温度高，维护费用低等优点；

保温层：采用石墨软毡为保温层，保温效果好。

4. 测温系统

测温元件采用钨铼热电偶，配合温度控制仪进行温度闭环控制，测温元件测量温度并供给温度控制器控制信号，从而调整功率调控器的输出，从而控制变压器的输出大小，以满足系统的控温需求。此外，在保温屏外侧，设有监测热电偶，当系统超温时，通过控制系统及时切断加热电源，确保设备安全。

5. 加压系统

加压系统为液压单向下加压，加压压力为最大20T（可调），加压行程为100mm。

压机由四立柱及上下横梁组成，单向下加压，加压油缸固定在横梁上，炉体支撑在炉架上，并与下横梁进行固定，横梁经过严格机械加工，保证下压头的加压精度。压头的密封采用焊接波纹管密封，密封可靠、使用寿命长。压头位移由位移传感器测得，采用光栅尺测距，测量误差±0.005mm。

下水冷压头全部采用特殊水冷结构形式，材料为不锈钢，具有水冷效果好，反复加压工作不变形、使用寿命长、移动过程泄漏小等优点。

下石墨压头采用等静压石墨制造，抗压强度高，不易损坏。

加压系统由比例液压站、加压油缸、加压位移传感器等组成，并由电磁阀通过控制系统进行控制，位移传感器采用光栅尺。可通过手动调节加压压力，也可自动调节加压压力，进而实现稳压、保压。

6.真空系统

真空系统由直联泵、扩散泵、气动高真空阀、真空变送器、真空压力表、真空放气阀、冷阱、真空管路等组成，并留有充气接口。为减少炉体振动，真空管道与泵的连接采用金属波纹管，真空度由真空变送器测量。

真空阀门设掉电保护和安全联锁，如设备突然断电，真空系统的各系统阀门自动调整为关闭状态，保护真空室。

所有真空管路均采用不锈钢或碳钢电镀制造。管路连接处采用金属波纹管连接，以隔绝直联泵的震动，防止将震动传递至真空加热室系统。

7. 充气装置

充气系统（不含气体干燥、气体过滤）主要由充气阀、浮子流量计、压力传感器、充气管道等组成，用于工艺所需充氩气、氮气的一路气氛要求，最大充气压力≤0.1MPa·A（绝对压力）。

气体压力检测采用压力传感器，和电磁阀配合可自动控制炉内压力在设定范围内，差压自动补气，超压自动放气；超限压报警并自动停止加热及停止进气，自动打开排气。

1) 进气管道采用一路浮子流量计控制；

2) 所有气路管道均采用SUS304材质；

8.水冷系统

系统由集成式进水组件（不锈钢管）、集成式回水组件（不锈钢管）、球阀、优质橡胶管及接头等组成。回水方式采用封闭式，在关键回路如电极上设置了水温水流量传感器，水温过高或水流量不足时及时报警并停止加热。

进水主管路上设有电接点压力表，当水压不足时提供信号给控制系统，然后由控制系统判断报警，启动备用水源系统或切断电源。设备的备用水装置由客户自备，备用水流量≥5m3/h。

水路特点：

1) 所有水路管道均采用耐高温、高压软管材质，确保不生锈；其他辅助水路管道采用高压防爆管道。确保水路安全；

2) 关键管路设置有水流量传感器和水温传感器和报警装置，水流量过低报警，水超温报警，及时发现安全隐患。进水路欠水压与加热PLC互锁，水压低时，报警并停止加热。

3) 使用方须做好备用水源及UPS电源。主电路停电可立即切换至UPS电源，给水泵供电，冷却水源循环，确保炉体安全。

9. 气动系统（需选配空压机）

由气动三联件（除水器、压力表、油雾器）、电磁换向阀，管道和产气量为0.6m3/min的空压机（选配）等组成。可对气动执行元件（如气缸、充气阀、真空阀门等）提供洁净的压缩空气，确保气动原件运行稳定可靠，管路走向整洁美观。

10.变压器及连接电缆

采用与之相匹配的变压器及连接水冷电缆或铜排。

11. 感应电源

加热保温系统由感应线圈、绝缘层、保温层、发热体、电极、连接铜排、加热电源组成。

1) 感应线圈：由异形铜管螺旋绕制而成；

2) 发热体：采用包围在模具四周的石墨筒做发热体，具有发热面积大，受热面均匀，使用温度高，维护费用低等优点；

3) 保温层：采用石墨毡作为保温层，保温层包裹在石墨筒外侧；

4) 绝缘层：分为线圈自身绝缘层和石墨毡保温层与线圈接触绝缘层，线圈自身绝缘是先在线圈上喷涂绝缘漆，再在线圈外表面包裹云母带及玻璃丝带后再喷涂绝缘漆，绝缘效果好、表面结合力强、耐热温度高。保温层与线圈接触绝缘层采用石棉水泥板隔开；

5) 加热电源：采用感应交流电源加热，电源功率为 50KW。

加热系统还具有以下特点：

1) 在发热体设计中采用发热体高度略小于线圈高度结构，将发热体放置在线圈磁场强度最好位置，有助于提高电效率、降低能耗。

2) 设备在上下保温设计上采用了阶梯式隔热密封方式，具有结构简单，保温效果好的优点

12. 电气控制系统

电气控制系统：全自动 PLC+触摸屏系统，可以手动、自动切换。

电源控制系统软件介绍： 有以下特点：

3) 源控制具有手动和自动两种控制方式，手动和自动都可以在触摸屏上控制，操作方便、系统稳定，具有误操作提示报警功能。

4) 温控系统：全自动 PLC+触摸屏系统，可以手动、自动切换，采用热电偶和控温仪表控制电源的输出从而控制模具的温度，触摸电脑自动记录烧结过程及历史曲线。配备 PLC 控制器（西门子/欧姆龙），具有 PID 及超温报警功能，能储存和输出记录，清晰反应炉子工作状况。

5) 控制系统软件由我公司自行开发，人机界面操作系统，画面友好，操作简单，响应速度快，可对炉内工况进行实时监测，系统稳定可靠。

6) 本设备可自动采集温度曲线、真空度曲线和烧结时间等曲线，对各个工艺参数（温度、真空度）实现动态显示，方便用户根据历史曲线分析烧结工艺。

7) 通讯接口丰富，如 RS485、LAN、USB 等，易于和其它设备 组网应用。软件控制界面形象化，能够动态显示工作流程，方便直观。

8) 控制系统上设有过流、超温及断水等分类报警功能，电器元件采用施耐德、 LG等品牌，产品品质有保证。电控柜按照西门子标准制作，所有的仪表及控制元件集中到一个电控柜内。

9) 软件免费升级。

温度的控制也可通过数显温度程序控制仪根据用户设定的工艺曲线，实行自动控制温度，并具有PID自整定功能，也可根据用户需要手动控制温度。

六、 安全保护系统

1. 电气联锁保护系统；

2. 保险丝；

3. 电热过电流保护装置。

七、整机要求

1.电力需求： 380V，三相五线制，80KVA，50Hz

2. 起重设备： ＞3吨

3. 压缩空气气源：

a) 耗量： ~3L/s

b) 压力： ≥0.6Mpa

4. 水源：

a) 循环水量： ≥10m3/h

b) 水压： 0.2~0.3Mpa

c) 进水水温： ≤25℃

d) 水质： PH值7.0～8.5，悬浮物固体＜100mg/L，总硬度CaO＜10mg当量/L，溶解性固体＜30mg/L，电导率＜500μS/cm；及总排水管与设备的连接管路和阀门；

八、 安装、调试及验收

1. 甲方负责地基、气源，乙方电控柜的总线输入端之前的进线电缆。进回水接到乙方冷却水箱的总进回水口处。在所有准备工作完成后，通知乙方进行安装、调试。设备以卖方组织，买方配合的方式在买方现场安装、调试并达到买方正常使用的要求；

2. 验收工作完成后，由双方共同签署设备最终验收报告。

九、培训

1. 设备安装调试过程中，卖方同时对买方设备使用人员进行必要的操作和维护保养的培训。经培训，用户技术人员能够达到独立正确操作设备并能判断故障及简单维修。

2. 培训计划和内容：

序号	培训计划	培训时间（天）	培训人员	地点
1	操作培训	2	工程师1人	验收现场
2	维护保养培训			验收现场
3	故障判断及简单维修培训			验收现场

十、保固期

机器全系统保固壹年（易损件模具、石墨压头、加热体、热电偶、密封件除外）。长期优惠提供备品备件。

十一、售后

保固期内，若设备发生故障，我公司在2小时内给予回复，并在72小时内派员到达现场，组织维修。

十二、 设备到达现场条件

1. 提供设备尺寸图，含包装尺寸图；

2. 提供设备布局图，含真空机组及电控柜布局图；

3. 提供水，电，气要求及备用水要求。

十三、 客户选配配件

1. 冷水机HCA-10 1台

2. 水路管道及法兰： 1套

3. 空压机HA-1 1台

4. 脱模机HD-1 1台

5. 分子泵组/DM或/OD：1台

真空热压烧结炉

编号	产品型号	加热元件	样品尺寸 (mm)	压力 (吨)	加热功率(kw)	真空度(Pa)	最高温度(℃)	适用工艺	外形尺寸（mm)
P2GR20	VHPgr-20/20/30-2000	石墨电阻	Φ20~80	30	45	6.7X10-3	2000	热压/烧结	1560×1690×1850
P2GR23	VHPgr-20/20/30-2300	石墨电阻	Φ20~80	30	50	6.7X10-3	2300	热压/烧结	1560×1690×1850
P2CO20	VHPco-20/20-2000	感应线圈	Φ20~80	30	45	6.7X10-3	2000	热压/烧结	1560×1690×1850 不含电源尺寸
P2CO23	VHPco-20/20-2300	感应线圈	Φ20~80	30	50	6.7X10-3	2300	热压/烧结	1560×1690×1850 不含电源尺寸
P2MO14	VHPmo-20/20/30-1400	钼带电阻	L160×W160×H160	5	45	6.7X10-3	1400	扩散焊/烧结/脱气	1560×1690×1850